炼钢要通过加料、造渣、出渣、脱磷、电炉底吹、熔化期、氧化期、精粹期、复原期、炉外精粹、钢液拌和、钢包喂丝等进程,本文共享炼钢进程中需要用的核算公式,请收好!
在吞没吹炼时,射流中的金属液滴重是氧气分量的3倍,吹入1m3氧气的液滴总表面积(金属-氧气的触摸面积):
4CaO·P2O5和3CaO·P2O5在炼钢高温下都是安稳的化合物,出产时放出许多的热,3CaO·P2O5比4CaO·P2O5生成时放出的热量多。只有当渣中P2O5的质量分数ω(P2O5)>3%时才有时机构成3CaO·P2O5。实践出产中P2O5的质量分数正常状况下不会超越1%。
渣量可以用元素平衡法核算。Mn和P两元素,从渣料和炉衬中的来历很少,其数量可忽略不计。因而可以用Mn或P的平衡来核算渣量。
铁水装入量×铁水中锰含量%+废钢装入量×废钢中锰含量%=出钢钢水量×结尾残锰量%+炉渣渣量×炉渣中锰含量%
铁水装入量×铁水中P含量%+废钢装入量×废钢中P含量%=出钢钢水量×结尾钢水中P量%+炉渣渣量×炉渣中P含量%
1t装入量炉衬熔损带出的MgO的量=1000×熔损的含量%×炉衬中MgO的含量%=B(㎏)
1t装入量终渣MgO的量=1000×渣量占金属装入量的量%×终渣成分中MgO含量%=C(㎏)
白云石的参加量=(终渣要求MgO的量C-石灰带入的MgO的量A-炉衬熔损带出的MgO的量B)/白云石中MgO的含量% =D(㎏)
炉渣总量/炉=石灰参加量+白云石×(1-白云石中烧碱含量%)+矿石参加量×(1-矿石中全铁含量%)+装入量×入炉金属料硅含量%×1000×60÷28
入炉金属料硅含量=装入量×铁水所占份额×铁水硅含量%+装入量×生铁块所占份额×生铁块硅含量%+装入量×废钢所占份额×废钢硅含量%
转炉炼钢脱磷才能较强,去磷量可达90%以上,在FeO%=14%时,脱磷指数为Lp=(P)/[P]
渣量既要确保脱磷作用,又要考虑本钱。炼钢碱度一般取3.5,炉渣中CaO和SiO2占总渣量的50%~60%左右。假定CaO+ SiO2为渣量的55%,渣中CaO含量为B%,渣中SiO2含量为C%则
硅钙合金脱磷,要求用许多压力的氩气作为载流气体,将Ca—Si合金粉喷入钢液之中;电石脱磷,要求钢液温度为1575~1680℃、钢中碳的活度在0.02~0.30之间,脱磷率ηp可达50%以上;CaC2—CaF2组成渣脱磷,钢水温度在1575~1680℃,CaC2—CaF2渣系中CaF2的配比操控在10%~25%为好。
当硫在渣、钢间的分配系数Ls一守时,钢液硫含量取决于炉料硫含量和渣量的核算
出钢温度=凝结温度(T凝)+过热度(α)+出钢进程温降(Δt1)+出钢结束至精粹开端之前的温降(Δt2)+钢水精粹进程的温降(Δt3)+钢水精粹结束至开浇之前的温降(Δt4)+钢水从钢包至中心包的温降(Δt5)
过热度-与钢种、坯型有关,方坯一般取20-30℃,板坯一般取15-25℃
Q矿(kj/㎏)=1×(矿石热熔×(前期熔池温度-常温)+矿石熔化潜热+矿石中Fe2O3含量×112/160×复原铁吸收热量+矿石中FeO含量×56/72×复原铁吸收热量)
Q废(kj/㎏)=1×((废钢固态热熔×(废钢熔化温度-常温)+废钢熔化潜热+液态热熔×(出钢温度-废钢熔化温度))
注:表中分母上的数据为氧化1㎏某元素的放热量(kJ),分子上的数据为氧化1%该元素使熔池升温的度数(℃)。
一般状况下,在1600℃时,当原始状况Q=1,则反响2[Al]+3[O]=Al2O3到达平衡时:
例如:一钢液ω[O]=0.02%,现向钢中加Al后,ω[Al]=0.08%。在1600℃反响到达平衡时,钢中的ω[O]平、 ω[Al]平各为多少,以为浓度很小时,可用浓度替代活度)?
在炼钢的温度规模内,关于Fe—C二元系和Fe—C—Σ多元系,在不一样的温度下碳的饱满溶解度核算式:
上式中的规范含量以1%作单位。适宜含量见下表,适宜温度规模是1150~2000℃。
上式从各元素前的系数巨细可看出改变程度,以此来估量多种元素的吸碳才能的巨细。
氧气转炉熔池中的实践氧含量ω[O]%实践高于在该状况下与碳平衡的氧含量ω[O]%平衡(m)值即:
a. 轻浮料废钢,包含锈蚀的薄钢板以及相当于锈蚀薄板的其他轻浮废钢,按什物量×60%核算,其加工压块按什物量×60%核算;
b. 渣钢是指从炉渣中收回的带渣子的钢,按什物×70% 核算;通过砸碎加工(基本上去掉杂质)的渣钢,按什物量×90%核算;
c. 优质钢丝(即曩昔所称“钢丝”)、钢丝绳、一般钢钢丝(即曩昔所称“铁丝”)、铁屑以及钢锭扒皮车屑和机械加工的废钢屑(加工压块在内),按什物量×60%核算;
d. 钢坯切头切尾、汤道、中注管钢、桶底钢、冻包钢、重废钢等均按什物核算;
钢铁料耗费(kg/t钢)= 金属装入量(铁水+废钢+生铁块)×1000/合格钢坯
合格钢坯=[装入量×(1-吹损率)+合金参加量×合金收回率]×铸坯收得率
铸坯收得率应考虑钢包残钢量、连浇炉数、中包残钢量、铸坯定尺长度、铸坯割缝、头坯量和尾坯量、废品量(现场+退废)、切开时氧化丢失、引流丢失等影响。
钢铁料耗费(kg/t钢)=金属装入量(铁水+废钢+生铁块)×1000/(装入量-各种丢失)
钢铁料耗费(kg/t钢)=金属装入量(铁水+废钢+生铁块)×1000/(装入量-各工序丢失)
质料工序丢失:铁水带渣扣减量、铁水预处理的份额及其工序铁水丢失、铁水翻罐和兑入时倾泻、废钢的折算;
炼钢工序丢失:化学烧损、钢渣中金属丢失、金属铁氧化、渣中钢珠丢失、喷溅丢失、烟尘金属料丢失、回炉钢水及新循环废钢丢失(回炉钢水+自循环废钢)×吹损率)、按钢种分类核算;
连铸工序丢失:氧化铁皮丢失、切缝丢失、切头、切尾丢失、连铸中心包余钢、工序钢包余钢、漏钢丢失、连铸坯合格率、轧撤退废。
关于任何炉种的炉渣,特别是低碳钢(ω[C]≤0.05%)的钢液,氧化铁含量核算式
在纯氧化铁渣下(α(FeO)=1),金属中的平衡含氧量即为饱满含氧量,由于氧在钢中的溶解度很低,可用ω[O]替代α[O]
金属中氧含量除与温度有关外,还与炉渣的成分有关。因而,α(FeO)等于金属液中与渣平衡时的氧含量和纯氧化铁渣下饱满含氧量ω[O]饱满之比。
元素含量适宜运用的规模:ω[C]1.7%,其他元素的质量百分数均在18%以下。
一般液态碱性渣的密度为3000㎏/m3,固态碱性渣的密度为3500㎏/m3,ω(FeO)40%的高氧化性渣的密度为4000㎏/m3,酸性渣的密度一般为3000㎏/m3。
M渣为1t钢液中元素氧化出产氧化物的数量,㎏;Δω[M]为钢液中元素质量分数的改变值,如为1%则代入0.01。
Q热为1t钢液的放热量,kj;其间12.225Δω[C]适用于生成CO的状况。
QAr—氩气流量,m3/min;Q—钢液分量,t;T1—钢液的温度,K;Tg—气体的温度,K;P0—钢液面处气体的压力,Pa;h0—气体喷吹深度,m;η—奉献系数。
ΔHi、ΔHs分别为i种调渣剂和废钢的焓,MJ/kg;ω(MgO)i为i种调渣剂中MgO的质量分数,%。
公称吨位200t以上的大型转炉,溅渣层厚度取25~30mm;公称吨位100t以下的小型转炉,溅渣层厚度取15~20mm。
Qs—留渣量,t;K—渣层厚度,m;A—炉衬内衬表面积,m2;B—炉渣密度,t/m3;C—系数,一般取1.1~1.3。
W—钢水分量,㎏;C—钢水比热容,kcal/(㎏·℃);ω—渣的分量,㎏;c—渣的比热容,kcal/(㎏·℃);K1—功率因数;K2—电功率;K3—电弧热功率;K4—负荷率;θ—加热速度,℃/min;Δθ—散热速度,℃/min;860—能量转化系数,kcal/kW。
REP—耐材实效腐蚀指数;I—电弧电压;VP—弧柱电压;α—削尖了的电极旁边面到炉壁的间隔。α=0.7L;L—炉壁与电极旁边面之间隔。
U—钢水循环率,t/min;Du—刺进管上升管直径,cm;Dd—刺进管下降管直径,cm;G—提高气体流速,L/min;H—提高气体在上升管内的通入的高度,cm。
PAr—氩气泡的压力;Pg—真空度;ρ—钢液密度;H—气泡距钢液面的高度;σ—钢液的界面张力;r—生成Ar气泡的半径。
rMeO2,rMeN2—二次氧化时的吸氧、吸氮的传质通量,kg/m2·s;A—浇注时气液均匀触摸面积,m2;t—浇注时气液的触摸时刻,s;Q—浇注钢液分量,kg。
W发—发热剂的参加量,kg;C钢—钢水比热容,kJ/(t·℃);Q发—发热剂的发热值,kJ/kg;ΔT—升温起伏,℃;η—发热功率。
H—包芯线喂入钢水深度,mm;A—与铁皮原料和钢水温度有关的参数;δ—铁皮的厚度,mm;D—包芯线的直径,mm;V—包芯线的喂线速度,m/s 。
Pi—合金用量,kg;G—钢液分量,kg;ai—合金元素的方针含量,%;bi—合金元素在钢液中的含量,%;ci—元素在钢液中的含量,%;fi—元素的收得率,%;Mi—合金的补加系数;pi′—各种合金的开始总用量,kg;Mipi′—合金的补加量。
ai/(fici)—合金在钢液中所占的比分,%;1-Σ[ai/(fici)]—不含合金的纯钢液所占的比分,%。
合金参加量(kg)=(操控成分%-剖析成分%)×钢水量(kg)/(收回率%×铁合金中元素含量%)
最佳喂入深度是在距包底上方100~200mm处,铝线在此熔化和反响。最佳喂速确认:
ν—最佳喂速,m/s;H—熔池深度,m;依据钢液量及钢包尺度核算;ζt—铝线熔化时刻,s。
在渣流动性杰出的状况下,铝收得率主要与钢液中溶解氧化量和钢液温度有关,取核算式:
L—喂入钢液中的铝线长度,m;Alaim—操控的方针残铝量,%;Alas—剖析的钢中残铝量,%;κ—锻炼进程中铝的丢失量,kg;η—铝的收得率,%;W—铝线的每米分量,kg/m;G—钢液分量,t。
Q钢—钢水的分量,t;PAr—吹入氩气时,Ar在钢水中的均匀压力,大气压(1.013×105Pa为1单位)
rMeO2,rMeN2—二次氧化时吸氧、吸氮的传质通量,kg/m2·s;A—浇注时气液均匀触摸面积,m2;t—浇注时气液触摸的时刻,s;Q—浇注钢液分量,kg。
d—铸口直径,m;H1、H0—浇注前后由铸口到中铸管的间隔,m;ω1、ω0—浇注一盘前后铸口处钢液的速度,m/s;g —重力加速度,9.81m/s2;z1、z0—开浇和浇完一盘时钢水在盛钢桶中的高度,m;C0—铸口的阻力系数,一般为0.96。
A0—铸口的断面积,m2;D—盛钢桶的均匀内径,m;CD—铸口的阻力系数,一般为0.96。
l—结晶器有用长度,㎜(结晶器液面至结晶器下口的间隔,约为结晶器实长减80~100㎜),V—拉坯速度,㎜/min。
β—坯壳缩短系数,铁素体为16.5×10-6/℃;奥氏体为22.0×10-6/℃。
结晶器的长度应确保铸坯出结晶器下口的坯壳厚度大于或等于10~25mm,一般,出产小断面铸坯时取下限,而出产大断面时,应取上限。
考虑到钢液面到结晶器上口应有80~120mm的高度,故结晶器的实践长度应为:L= Lm+(80+120)mm
A—结晶器的水缝总面积,m2;Q—结晶器每米周边长耗水量,m3/(h·m);L—结晶器周边长度,m;V—冷却水流速,m/s。
T浇注—适宜浇注温度,℃;TL—液相线温度,℃;ΔT—钢液的过热度,℃。
一般状况下小方坯的坯壳厚度有必要大于8~12mm,板坯的坯壳厚度有必要大于12~15mm。
当出结晶器下口的坯壳为最小厚度时,称安全厚度(δmin),此刻对应的拉速为最大拉速
当彻底凝结正好选在矫直点上,此刻的液相穴深度为铸机的冶金长度,对应的拉速为最大拉速
当钢中硫含量ω(S)0.025%或ω(S)+ω(P)0.045%时,拉速按低限操控;方针温度一般规则在液相线℃规模内,当钢液温度超越方针温度时,应采纳以下办法;
c. 当中心包温度高于上限温度6~10℃之内时,下降拉速0.2m/min;
d. 当中心包温度高于上限温度11~15℃之内时,下降拉速0.3m/min。
钢液流动性差,水口产生黏堵,钢流无法开大,拉速下降到规则下限以下0.2~0.3m/min时,中包水口有必要清洗;钢液含氧量过高或由其他问题导致水口无法操控,拉速高于规则上限0.3m/min以上时,中包水口要做失控处理。
水质要求:固体含量不大于10mg/L;总悬浮物含量不大于400 mg/L;硫酸盐含量不大于150 mg/L;氯化物含量不大于100 mg/L;总硬度(以CaCO3计)不大于10 mg/L;PH值为7.5~9.5。水压操控在0.4~0.6MPa。进水温度应小于等于40℃,进出水温差应不超越10℃。
V—冷却水在水缝内的流速,方坯取6~12m/s,板坯取3.5~5m/s。
吹损指在转炉炼钢进程中喷溅和氧化丢失掉的金属量,这一目标反映了转炉技能操作水平。
连铸浇注钢液总量=合格铸坯产值+废品量(现场+退废)+中心包换接头总量+中心包余钢总量+钢包开浇后回炉钢液总量+钢包注余钢液总量+引流丢失钢液总量+中心罐粘钢总量+切头切尾总量+浇注进程及火焰切开时铸坯氧化丢失的总量。
连铸机实践作业时刻=钢包开浇起至切开(剪切)结束停止的时刻+上引锭杆时刻+正常开浇预备等候的时刻(小于10min)。
浇注成功的炉数:一般一炉钢水至少有2/3以上浇成铸坯,方能算作该炉钢浇注成功。
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