10%, = 30%.
6. Перемішування і дегазація сталі в ковші при продувці нейтральним газом
сталь обробка виплавка марка
Перемішування в ковші необхідно для усереднення складу і температури металу, в тому числі при введенні різних реагентів, при необхідності охолодження і нагрівання металу, а також рафінування покривним шлаком. Лише після перемішування відібрана проба металу і виміряна температура характеризують стан металу в цілому.
З метою перемішування нейтральний газ (аргон або азот) подають зверху чи знизу. Зверху гази вдувають через занурювальну фурму, знизу - через пористі вогнетривкі пробки в днище ковша.
Найважливішою характеристикою процесу є час повного перемішування, характеризує 95% гомогенізації розплаву.
Час повного перемішування можна оцінити за рівнянням:
В
t = k В· e -n (86)
В
де k = 600 В± 100
k - константа, складова за даними різних досліджень 600 Вё 800
n - показник ступеня, що коливається в межах -0,25 Вё -0 , 40.
Для знаходження часу повного перемішування необхідно визначити питому потужність перемішування e (кВт/т ):
В
(87)
гдеV - витрата газу, м3/хв
Т - температура металу, К
Gст - маса сталі, т
r - щільність металу, кГ/м3
g - гравітаційне прискорення, м/с2
Н - глибина занурення фурми, м
Р - тиск надходить газу, Па
Для рідкої сталі r = 7000 кГ/м3 і тоді:
(88)
Слід враховувати, що глибина занурення фурми повинна бути не менше, ніж на 0,5 м менше, ніж висота металу в ковші. Витрата газу залежить від ємності ковша і становить у середньому для ковшів 80 т 0,6 м3/хв; 160т - 1,0 м3/хв; 330т - 1,4 м3/хв. p> При продуванні нейтральним газом в ковші утворюється газометалліческая емульсія. У зв'язку з обмеженістю обсягу ковша витрату нейтрального газу обмежений. Якщо прийняти запас місткості ковша 5-10% (це відповідає 0,007-0,012 м3/т сталі), то в кожен момент часу в обсязі ковша може бути не більше Gст (0,007-0,012): м3 аргону при температурі сталі, що відповідає 0,001 - 0,002 м3 при кімнатній температурі.
Максимально можлива витрата аргону становить:
(89)
гдеrст - щільність сталі, кг/м3
Н - глибина занурення фурми, м
W - швидкість спливання бульбашок, яка приймається 0,3 м/сек
Розміри ковшів наведені в додатку 2.
За час випуску та продувки відбувається падіння температури металу пов'язане з втратою тепла, пов'язаної з прогріванням футеровки ковша і теплопередачей в атмосферу (при продувці інтенсивність прогріву футеровки і теплопередача в атмосферу збільшуються) і з тепла, що буря нейтральним газом.
За відсутності продувки під час випуску в ківш падіння температури металу становить 25-40 В° С (менші падіння температури відносяться до попередньо добре прогрітим ковшам). При продувці нейтральним газом падіння температури металу становить: у перші 3-4 хв продувки від 2 до 4 В°/хв, у наступні - близько 1 В°/хв. p> Охолодження металу за рахунок нагріву нейтрального газу можна розрахувати з рівняння теплового балансу:
(90)
або
VгСгDТг = МстСстDТст (91)
гдеVг - витрата газу, м3/кг
Сг - теплоємність газу, кДж/кг
DТг - температура нагріву газу До
МСТ - маса сталі, кг
Сст - теплоємність сталі, кДж/кг
DТст - зміна температури сталі, К
Теплоємність аргону Сar = 0,93 кДж/м3, азоту СN2 = 0,78, стали 0,87 кДж/кг. Температуру інертного газу, що видаляється зі сталі, можна прийняти рівною температурі сталі. p> У процесі продувки бульбашки нейтрального газу екстрагують з рідкої сталі розчинені в ній гази (водень і азот). Зниження вмісту розчинених газів описується рівнянням Геллера, у спрощеній формі має вигляд:
(92)
гдеVг - витрата нейтрального газу, м3/т;
Мг - молекулярна маса видаляється газу;
- константа розчинення газу (реакція 1/2Г2 = [Г];
);
Р - тиск над розплавом, МПа;
[Г] н і [Г] до - початкове і кінцеве вміст розчиненого в сталі газу.
...