Расчет шихты для выплавки стали марки 34ХН3М в дуговой печи

Длительность периода зависит от вместимости печи, мощности трансформатора, состава стали, использование методов интенсификации процессов плавления.

После полного расплавления металла берут пробу на полный химический анализ и скачивают шлак, не менее 75%. Если после получения результатов анализа выявиться низкое содержание углерода, то производят науглероживание металла, для этого на голое зеркало металла присаживают науглероживатели.

Окислительный период

Задачи окислительного периода:

1) Понижение содержания фосфора ниже допустимых пределов готовой стали (0,015% Р в металле необходимо получить);

2) Более полно удалить растворенные в металле газы (H,N). Для удаления газы необходимо, чтобы объем удаляемых газов был больше объема поглощаемых, а это возможно при скорости окисления углерода 0,4-1,0 %/ч;

3) Нагреть металл до температуры на 120-130 °С выше температуры плавления;

4) Привести  ванну в стандартное по окисленности состояние.

Первые 3 задачи решаются одновременно и инструментом для их решения является окисление углерода.

Для решения этих задач в течение всего окислительного периода в печь присаживают железную руду в количестве 9,98 кг для поддержания окисленности в шлаке FeO = 17 % и интенсивного кипения металла. Присадку руды начинают после предварительного подогрева металла, чтобы сразу же после введения руды началось окисление углерода и кипение металла. Руда и известь отдаётся равномерными порциями, чтобы поддержать энергичное кипение металла. Введение крупных порций нежелательно, т.к. это может вызвать охлаждение металла и кипение будет слабым.

Совместно с рудой вносят 6,99 кг кварцита и 80,95 кг извести для обеспечения заданной основности шлака В = 1,4. Количество кислорода необходимого для окисления P, Si и Mn равно 15,89 кг.

Газы в большинстве случаев являются вредными примесями, ухудшающими свойства металла. Удаление  газов происходит за счет кипения металла, возникающего при окислении углерода. Всплывающие пузырьки CO адсорбируют на своей поверхности, пузырьки азота и водорода и поднимают их на поверхность, способствуя снижению их концентрации в металле. Нагрев и выравнивание температуры металла осуществляется за счет кипения ванны. Температура стали в конце окислительного периода 1620-1630 °С.

Для приведения металла в стандартное по окисленности состояние, за 10-15 минут до окончания окислительного периода прекращают подачу окислителей в печь и дают металлу прокипеть за счет кислорода, накопленного металлом в течение окислительного периода. Этот период называют периодом чистого кипа.

По окончанию окислительного периода шлак скачивают и берут пробы на углерод и фосфор. Контролируют температуру металла. Если анализ показал низкое содержание углерода, то шлак скачивают полностью и, используя кокс или электродный бой, науглероживают металл. Если же анализ показал удовлетворительный результат, то переходят к следующему этапу плавки. Наводят новый шлак, отдавая в печь извести 80,95 кг, шамота 13,48 кг и плавикового шпата 13,48 кг.

Восстановительный период

Задачи восстановительного периода:

1) Раскисление металла – удаление кислорода;

2) Удаление серы (0,010 % S необходимо получить в металле);

3) Легирование металла – доведение металла до заданного химического состава;

4) Регулировка температуры металла на выпуске.

Раскисляют металл  присадками в него раскислителей, у которых сродство к кислороду больше,чем у железа. Применяем комбинированное раскисление металла. Осадочное (глубинное) раскисление проводим силикомарганцем марки СМн20 в количестве 6,38 кг, а диффузионное (на поверхность шлака) раскисление осуществляем порошком ферросилиция марки ФС 75 3,7 кг и порошком кокса 9,31 кг.

Сера содержится в металле в виде сульфидов FeS, который при кристаллизации выделяется по границам зерен в виде пленок, температура которых составляет 950 – 1050 °С. При последующей обработки металла,когда его нагревают в среднем до 1200 °С сульфидные пленки оплавляются и происходит нарушение связки между зернами металла. Поэтому в процессе обработки давлением, образуются рванины. Этот эффект называют красноломкостью. Для успешного удаления серы нужно получить высокую температуру