1、轉(zhuǎn)爐裝入量
2、氧氣流量
3、供氧強(qiáng)度
注:氧氣理論計(jì)算值僅為總耗氧量的75%~85%。
氧槍音速計(jì)算
α=(κgRT)1/2m/s
α—當(dāng)?shù)貤l件下的音速,m/s;
κ—?dú)怏w的熱容比,對(duì)于空氣和氧氣,κ=1.4;
g—重力加速度,9.81m/s2;
R—?dú)怏w常數(shù),26.49m/κ。
馬赫數(shù)計(jì)算
M=ν/α
M—馬赫數(shù);
ν—?dú)怏w流速,m/s;
α—音速,m/s。
沖擊深度計(jì)算
h沖—沖擊深度,m;
P0—氧氣的滯止壓力(絕對(duì)),㎏/㎝2;
d0—噴管出口直徑,m;
H槍—槍位,m;
ρ金—金屬的密度,㎏/m3;
dc—候口直徑,m;
B—常數(shù),對(duì)低粘度液體取作40;
K—考慮到轉(zhuǎn)爐實(shí)際吹煉特點(diǎn)的系數(shù),等于40。
在淹沒(méi)吹煉的情況下,H=0,沖擊深度達(dá)到最大值,即
有效沖擊面積計(jì)算
ν出—氧射流在出口處的流速,m/s。
金屬-氧接觸面積計(jì)算
在淹沒(méi)吹煉時(shí),射流中的金屬液滴重是氧氣重量的3倍,吹入1m3氧氣的液滴總表面積(金屬-氧氣的接觸面積):
G金—1標(biāo)米3氧氣中的金屬液滴重量=3×1.43㎏;
r平均—液滴的平均半徑,m;
ρ金—金屬液的密度,7×103㎏/m3。
金屬-熔渣接觸面積計(jì)算
V渣—乳化渣的總體積,m3;
r渣—渣滴半徑,m。
氧氣高度計(jì)算
H=bPDe
H—氧槍噴頭端面距熔池液面的高度,㎜;
b—系數(shù),隨噴孔數(shù)而變化,四孔噴頭b=45~60;
P—供氧壓力,MPa;
De—噴頭出口直徑,㎜。
4、石灰的加入量(㎏/t)
當(dāng)鐵水P<0.30%時(shí),
當(dāng)鐵水P>0.30%時(shí),
η-脫磷率,單渣法取90%,雙渣法為90%~95%;
當(dāng)生成3CaO·P2O5時(shí),
當(dāng)生成4CaO·P2O5時(shí),
4CaO·P2O5和3CaO·P2O5在煉鋼高溫下都是穩(wěn)定的化合物,生產(chǎn)時(shí)放出大量的熱,3CaO·P2O5比4CaO·P2O5生成時(shí)放出的熱量多。只有當(dāng)渣中P2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω(P2O5)>3%時(shí)才有可能形成3CaO·P2O5。實(shí)際生產(chǎn)中P2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般不會(huì)超過(guò)1%。
噸鋼石灰的加入量(㎏)=
鐵水帶渣帶入的SiO2應(yīng)考慮鐵水渣中CaO相當(dāng)?shù)?/span>SiO2量
則輔原料及鐵水帶渣所需石灰用量(㎏)=
5、渣量計(jì)算
渣量可以用元素平衡法計(jì)算。Mn和P兩元素,從渣料和爐襯中的來(lái)源很少,其數(shù)量可以忽略不計(jì)。因而可以用Mn或P的平衡來(lái)計(jì)算渣量。
用Mn平衡計(jì)算渣量
設(shè)渣量為X,終渣中氧化錳的含量已知為A%;
錳來(lái)源量=鐵水帶錳量+廢鋼帶錳量
=鐵水裝入量×鐵水中錳含量%+廢鋼裝入量×廢鋼中錳含量%
錳支出量=鋼水帶錳量+爐渣帶錳量
=出鋼鋼水量×終點(diǎn)殘錳量%+爐渣渣量×爐渣中錳含量%
根據(jù)質(zhì)量守恒定律,錳來(lái)源量=錳支出量
鐵水裝入量×鐵水中錳含量%+廢鋼裝入量×廢鋼中錳含量%=出鋼鋼水量×終點(diǎn)殘錳量%+爐渣渣量×爐渣中錳含量%
用P平衡計(jì)算渣量
設(shè)渣量為Y,終渣中氧化錳的含量已知為A%;
P來(lái)源量=鐵水帶P量+廢鋼帶P量
=鐵水裝入量×鐵水中P含量%+廢鋼裝入量×廢鋼中P含量%
P支出量=鋼水帶P量+爐渣帶P量
=出鋼鋼水量×終點(diǎn)鋼水中P量%+爐渣渣量×爐渣中P含量%
根據(jù)質(zhì)量守恒定律,P來(lái)源量=P支出量
鐵水裝入量×鐵水中P含量%+廢鋼裝入量×廢鋼中P含量%=出鋼鋼水量×終點(diǎn)鋼水中P量%+爐渣渣量×爐渣中P含量%
6、白云石加入量計(jì)算
白云石加入量
石灰?guī)氲腗gO的量=石灰加入量×石灰中MgO含量%=A(㎏)
1t裝入量爐襯熔損帶出的MgO的量=1000×熔損的含量%×爐襯中MgO的含量%=B(㎏)
1t裝入量終渣MgO的量=1000×渣量占金屬裝入量的量%×終渣成分中MgO含量%=C(㎏)
白云石的加入量=(終渣要求MgO的量C-石灰?guī)氲腗gO的量A-爐襯熔損帶出的MgO的量B)/白云石中MgO的含量% =D(㎏)
白云石需補(bǔ)加石灰用量
白云石相當(dāng)?shù)氖伊?/span>
白云石相當(dāng)?shù)氖伊?
∴石灰的加入總量=石灰加入量-補(bǔ)加石灰量-白云石相當(dāng)?shù)氖伊?G(㎏)
爐鋼渣量總量簡(jiǎn)單計(jì)算
爐渣總量/爐=石灰加入量+白云石×(1-白云石中燒堿含量%)+礦石加入量×(1-礦石中全鐵含量%)+裝入量×入爐金屬料硅含量%×1000×60÷28
入爐金屬料硅含量=裝入量×鐵水所占比例×鐵水硅含量%+裝入量×生鐵塊所占比例×生鐵塊硅含量%+裝入量×廢鋼所占比例×廢鋼硅含量%
煉鋼溫度下分配系數(shù)常以渣中氧化物含量和元素的比值表示
渣中氧化物含量換算的系數(shù)
根據(jù)脫磷效果確定硅、渣量計(jì)算
轉(zhuǎn)爐煉鋼脫磷能力較強(qiáng),去磷量可達(dá)90%以上,在FeO%=14%時(shí),脫磷指數(shù)為Lp=(P)/[P]
爐渣堿度下脫磷指數(shù)Lp=(P)/[P]的最大值
爐渣堿度 |
2.4 |
2.8 |
3.5 |
4.0 |
Lp |
120 |
210 |
440 |
480 |
實(shí)際脫磷指數(shù)只能達(dá)到最大值的50%~80%之間。
L實(shí)=0.436Lp+0.3717
以100㎏爐料為例,磷的平衡關(guān)系為:
爐料中磷量=鋼中磷量+渣中磷量
100ω[P]%料=Q鋼ω[P]%料+Q渣ω(P)%
∵ω(P)%=0.437ω(P2O5)%,ω(P2O5)%=Lpω[P]%
100ω[P]%料=Q鋼ω[P]%料+0.437Q渣Lpω[P]%
ω[P]%= 100ω[P]%料/ (Q鋼+0.437Q渣Lp)
ω[P]%料—爐料中磷的質(zhì)量百分?jǐn)?shù);
Q鋼—鋼水重量,㎏;
Q渣—爐渣重量,㎏。
煉鋼鐵水的最佳硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)
渣量既要保證脫磷效果,又要考慮成本。煉鋼堿度一般取3.5,爐渣中CaO和SiO2占總渣量的50%~60%左右。假定CaO+ SiO2為渣量的55%,渣中CaO含量為B%,渣中SiO2含量為C%則
石灰的加入量(㎏/t)=渣量×渣中CaO含量%/石灰有效氧化鈣
鐵水硅含量計(jì)算
渣中SiO2的量(㎏/t)=渣量×渣中SiO2含量%=A×C%=D㎏
每噸鐵水的Si含量 ω(Si)=渣中SiO2的量/1000×28/60×100%=E%
∴鐵水中的ω(Si)與ω(P) 的關(guān)系為:
Si%=(P%鐵水-P%出鋼)×1000×100%×渣中SiO2含量%×28×100%)/(L實(shí)×P%出鋼×60×1000)
L實(shí)=0.436Lp+0.3717
還原性脫磷方案:
硅鈣合金脫磷,要求用一定壓力的氬氣作為載流氣體,將Ca—Si合金粉噴入鋼液之中;電石脫磷,要求鋼液溫度為1575~1680℃、鋼中碳的活度在0.02~0.30之間,脫磷率ηp可達(dá)50%以上;CaC2—CaF2合成渣脫磷,鋼水溫度在1575~1680℃,CaC2—CaF2渣系中CaF2的配比控制在10%~25%為好。
溫度為1570~1680℃,ω(CaO)>24%時(shí)脫磷計(jì)算
當(dāng)硫在渣、鋼間的分配系數(shù)Ls一定時(shí),鋼液硫含量取決于爐料硫含量和渣量的計(jì)算
Σω(S)%=ω[S]%+ω(S)%·Q
Ls=ω(S)%/ω[S]%
則ω[S]%=Σω(S)%/(1+Ls·Q)
Σω(S)%—爐料帶入熔池的總硫量,%;
ω[S]%—鋼液中硫的質(zhì)量百分?jǐn)?shù);
ω(S)%—爐渣中硫的質(zhì)量百分?jǐn)?shù);
Q—渣量,%。
7、轉(zhuǎn)爐熱效率計(jì)算
8、出鋼溫度的計(jì)算
出鋼溫度=凝固溫度(T凝)+過(guò)熱度(α)+出鋼過(guò)程溫降(Δt1)+出鋼完畢至精煉開始之前的溫降(Δt2)+鋼水精煉過(guò)程的溫降(Δt3)+鋼水精煉完畢至開澆之前的溫降(Δt4)+鋼水從鋼包至中間包的溫降(Δt5)
常用的凝固溫度計(jì)算公式
Tn=1536-(78ω[C]+7.6ω[Si]+4.9ω[Mn]+34ω[P]+30ω[S]+5.0ω[Cu]+3.1ω[Ni]+2.0ω[Mo]+2.0ω[V]+1.3ω[Cr]+18ω[Ti]+3.6ω[Al]+80ω[B]+ 80ω[O] +90ω[N] +1300ω[H])
過(guò)熱度-與鋼種、坯型有關(guān),方坯一般取20-30℃,板坯一般取15-25℃
9、冷卻劑的冷卻效應(yīng)計(jì)算
Q冷=Q物+Q化
1㎏礦石的冷卻效應(yīng)
Q礦(kj/㎏)=1×(礦石熱熔×(前期熔池溫度-常溫)+礦石熔化潛熱+礦石中Fe2O3含量×112/160×還原鐵吸收熱量+礦石中FeO含量×56/72×還原鐵吸收熱量)
Q礦(kj/㎏=1×C礦×Δt+λ礦+1×(ω(e2O3)礦×112/160×6456+ω(FeO)礦×56/72×4247)
Q礦=1×(1.016×(1350-25)+209+礦石中Fe2O3含量×112/160×6459+礦石中FeO含量×112/160×4249)
1㎏廢鋼的冷卻效應(yīng)
Q廢(kj/㎏)=1×((廢鋼固態(tài)熱熔×(廢鋼熔化溫度-常溫)+廢鋼熔化潛熱+液態(tài)熱熔×(出鋼溫度-廢鋼熔化溫度))
Q廢(kj/㎏)=1×[(C固×(t熔-25))+λ廢+C液(t出-t熔)]
Q廢=1×(0.699×(1500-25)+272+0.837×(出鋼溫度-1500))
冷卻劑用量確定
如果選擇礦石為裝入量的A%,則需要設(shè)廢鋼用量,設(shè)廢鋼用量χ㎏
Q余=A%(100+χ)×Q礦+χ×Q廢
溫度降低計(jì)算
假定設(shè)定廢鋼的冷卻效應(yīng)為1,則常用冷卻劑的冷卻效應(yīng)換算值換算
冷卻劑 |
重廢鋼 |
輕薄廢鋼 |
壓塊 |
鑄鐵件 |
生鐵塊 |
金屬球團(tuán) |
燒結(jié)礦 |
鐵塊石 |
氧化鐵皮 |
冷卻效應(yīng)值 |
1.0 |
1.1 |
1.6 |
0.6 |
0.7 |
1.5 |
3.0 |
3.0-3.6 |
3.0 |
冷卻劑 |
石灰石 |
生白云石 |
石灰 |
無(wú)煙煤 |
焦炭 |
硅鐵 |
菱鎂礦 |
螢石 |
OG泥燒結(jié)礦 |
冷卻效應(yīng)值 |
2.2 |
2.2 |
1.0 |
-2.9 |
-3.2 |
-5.0 |
2.2 |
1.0 |
2.8 |
加入1%冷卻劑時(shí)降溫的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)
加入1%冷卻劑 |
廢鋼 |
礦石 |
鐵皮 |
石灰 |
白云石 |
石灰石 |
降溫效果/℃ |
8~12 |
30~40 |
34~44 |
14~20 |
20~24 |
28~38 |
氧化1㎏元素的放熱量及氧化1%元素使熔池升溫度數(shù)
元素氧化反應(yīng) |
氧氣吹煉 |
||
1200℃ |
1400℃ |
1600℃ |
|
[C]+{O2}={CO2} |
244/33022 |
240/32480 |
236/31935 |
[C]+1/2{O2}={CO} |
84/11286 |
83/11161 |
82/11035 |
[Fe]+1/2{O2}=(FeO) |
31/4067 |
30/4013 |
29/3963 |
[Mn]+1/2{O2}=(MnO) |
47/6333 |
47/6320 |
47/6312 |
[Si]+ {O2}+2(CaO)=(2CaO·SiO2) |
152/20649 |
142/19270 |
132/17807 |
2[P]+5/2{O2}+2(CaO)=4 CaO·P2O5 |
190/25707 |
187/24495 |
144/19762 |
注:表中分母上的數(shù)據(jù)為氧化1㎏某元素的放熱量(kJ),分子上的數(shù)據(jù)為氧化1%該元素使熔池升溫的度數(shù)(℃)。
熔池升溫度數(shù)計(jì)算
Q=Σ(m·c)·Δt
Δt= Q/Σ(m·c)
Δt—熔池升溫度數(shù),℃;
Q—1㎏元素氧化后放出的熱量,kJ;
m—受熱物體(金屬、爐渣、爐襯)的量,㎏;
c—受熱物體(金屬、爐渣、爐襯)的比熱容,kJ/(㎏·℃)
c金屬=1.05 kJ/(㎏·℃)
c爐渣=1.235 kJ/(㎏·℃)
c爐襯=1.235 kJ/(㎏·℃)
10、合金元素吸收的計(jì)算
合金加入量計(jì)算
合金中元素增加量%=
合金元素吸收率核算公式η%
鐵合金中的氫含量范圍
名稱 |
硅鐵(45%) |
高碳錳鐵 |
低碳錳鐵 |
低碳鉻鐵 |
硅錳合金 |
電解鎳 |
氫含量(×10-6) |
9.7~17.4 |
7.5~17.0 |
8.1 |
4.3~6.0 |
14.2 |
0.2 |
鐵合金中的氮含量范圍
名稱 |
硅鐵(75%) |
高碳錳鐵 |
鈦鐵 |
高碳鉻鐵 |
硅錳合金 |
氮錳合金 |
氮鉻合金 |
ω[N] |
0.003 |
0.002 |
0.022 |
0.039 |
0.025 |
2.88 |
7.67 |
1600℃時(shí)錳、碳、硅、鋁的脫氧能力
脫氧元素(含量為1%) |
Mn |
C |
Si |
Al |
鋼液中平衡時(shí)ω[O] |
0.10 |
0.02 |
0.017 |
0.0017 |
1600℃時(shí)鋼中氧和鋁的平衡含量
ω[Al] |
0.1 |
0.05 |
0.01 |
0.005 |
0.002 |
0.001 |
ω[O] |
0.0003 |
0.0004 |
0.0013 |
0.002 |
0.0037 |
0.0059 |
用熱力學(xué)函數(shù)作為判斷冶金反應(yīng)方向及計(jì)算
ΔG=ΔGΘ+-19.149T·lgQ
ΔGΘ=-19.149T·lgK
ΔG—某一狀態(tài)Q時(shí)的吉布斯自由能變化,J/mol;
ΔGΘ—由標(biāo)準(zhǔn)態(tài)到平衡狀態(tài)時(shí)的吉布斯自由能變化J/mol;
Q—反應(yīng)在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下活度的比值;
K—反應(yīng)的平衡常數(shù),用活度表示。
鋁脫氧平衡關(guān)系
一般情況下,在1600℃時(shí),當(dāng)原始狀態(tài)Q=1,則反應(yīng)2[Al]+3[O]=Al2O3達(dá)到平衡時(shí):
例如:一鋼液ω[O]=0.02%,現(xiàn)向鋼中加Al后,ω[Al]=0.08%。在1600℃反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),鋼中的ω[O]平、 ω[Al]平各為多少,認(rèn)為濃度很小時(shí),可用濃度代替活度)?
∵反應(yīng)生成Al2O3,其消耗的ω[O]%和 ω[Al]%的比值為:
∴ ω[Al]%=0.02222,α [Al]平=0.08-0.02222=0.05778, ω[Al] 平=0.05788%
ω[O]%=0.019754,α [O]平=0.02-0.019754=0.000246, ω[O] 平=0.000246%
鈦脫氧平衡關(guān)系
轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)的氧含量計(jì)算
堿性電弧的氧含量計(jì)算
熔池鐵液中氧的飽和含量關(guān)系
ω[O]=0.23αFeO
鋼中氧化量計(jì)算:
αo=94.07+36.8862/[%C] ppm
100t轉(zhuǎn)爐鋼水含氧量計(jì)算
[O]=10.99/[%C]+1.63T(℃)-880[%Mn]-2236 ppm
150t轉(zhuǎn)爐鋼水含氧量計(jì)算
αo=36.63/[%C]+0.77T(℃)-1350.57[%Mn]-1387.78 ppm
鋼中氧含量計(jì)算
(%O)=-0.154[%C]+0.006(ΣFeO)-0.018[%Mn]+12×10-7T(℃)+0.0392
氧的脫碳效率
0.933=22.4/(2×12)
氧化單位碳量所需的氧量將隨 [%C]的不同而不同,大致如下
ω[C]/% |
0.9~1.0 |
0.3~0.6 |
0.1~0.25 |
0.05~0.10 |
<0.05 |
單位耗氧量(m3) |
0.03~0.06 |
0.04~0.06 |
0.05~0.07 |
~0.50 |
1.25~1.90 |
鋼中碳的溶解
碳溶于鐵液是吸熱過(guò)程,隨溫度上升溶解度增加,吸收每克碳吸熱1887J。
在煉鋼的溫度范圍內(nèi),對(duì)于Fe—C二元系和Fe—C—Σ多元系,在不同溫度下碳的飽和溶解度計(jì)算式:
Fe—C二元系 :
ω[C]%飽=1.3+0.00257t
Fe—C—Σ多元系:
ω[C]%飽
=1.3+0.00257t+0.17ω[Ti]%+0.135ω[V]%+0.12ω[Nb]%+0.065ω[Cr]%+0.027ω[Mn]%+0.015ω[Mo]%-0.4ω[S]%-0.32ω[P]%-0.31ω[Si]%- 0.22ω[Al]%-0.074ω[Cu]%-0.053ω[Ni]%
上式中的標(biāo)準(zhǔn)含量以1%作單位。合適含量見下表,合適溫度范圍是1150~2000℃。
元素 |
Ti |
V |
Nb |
Cr |
Mn |
Mo |
含量/% |
1 |
3.4 |
1 |
9 |
25 |
2 |
元素 |
S |
P |
Si |
Al |
Cu |
Ni |
含量/% |
0.4 |
3 |
5.5 |
2 |
3.8 |
8 |
上式從各元素前的系數(shù)大小可看出變化程度,以此來(lái)估計(jì)多種元素的吸碳能力的大小。
碳氧濃度積
不同碳含量和溫度時(shí)的m值
ω[C]% |
溫度/℃ |
||||
1500 |
1550 |
1600 |
1650 |
1700 |
|
m×10-3 |
|||||
0.01 |
1.76 |
1.91 |
2.06 |
2.19 |
2.33 |
0.05 |
2.11 |
2.22 |
2.34 |
2.44 |
2.55 |
0.10 |
2.20 |
2.30 |
2.41 |
2.51 |
2.60 |
0.50 |
2.51 |
2.61 |
2.72 |
2.83 |
2.94 |
1.00 |
2.91 |
3.02 |
3.16 |
3.27 |
3.40 |
氧氣轉(zhuǎn)爐熔池中的實(shí)際氧含量ω[O]%實(shí)際高于在該情況下與碳平衡的氧含量ω[O]%平衡(m)值即:
ω[C]%·ω[O]%實(shí)際>ω[C]%·ω[O]%平衡(m)值
Δω[O]%= ω[O]%實(shí)際-ω[O]%平衡=ω[O]%實(shí)際-(m/ω[C]%)
11、出鋼量計(jì)算
12、鋼鐵料計(jì)算
其中:生鐵包括冷生鐵、高爐鐵水、還原鐵;廢鋼鐵包括各種廢鋼、廢鐵等;
a. 輕薄料廢鋼,包括銹蝕的薄鋼板以及相當(dāng)于銹蝕薄板的其他輕薄廢鋼,按實(shí)物量×60%計(jì)算,其加工壓塊按實(shí)物量×60%計(jì)算;
b. 渣鋼是指從爐渣中回收的帶渣子的鋼,按實(shí)物×70% 計(jì)算;經(jīng)過(guò)砸碎加工(基本上去掉雜質(zhì))的渣鋼,按實(shí)物量×90%計(jì)算;
c. 優(yōu)質(zhì)鋼絲(即過(guò)去所稱“鋼絲”)、鋼絲繩、普通鋼鋼絲(即過(guò)去所稱“鐵絲”)、鐵屑以及鋼錠扒皮車屑和機(jī)械加工的廢鋼屑(加工壓塊在內(nèi)),按實(shí)物量×60%計(jì)算;
d. 鋼坯切頭切尾、湯道、中注管鋼、桶底鋼、凍包鋼、重廢鋼等均按實(shí)物計(jì)算;
簡(jiǎn)單算法
鋼鐵料消耗(kg/t鋼)= 金屬裝入量(鐵水+廢鋼+生鐵塊)×1000/合格鋼坯
合格鋼坯=[裝入量×(1-吹損率)+合金加入量×合金回收率]×鑄坯收得率
鑄坯收得率應(yīng)考慮鋼包殘鋼量、連澆爐數(shù)、中包殘鋼量、鑄坯定尺長(zhǎng)度、鑄坯割縫、頭坯量和尾坯量、廢品量(現(xiàn)場(chǎng)+退廢)、切割時(shí)氧化損失、引流損失等影響。
鋼鐵料消耗(kg/t鋼)=金屬裝入量(鐵水+廢鋼+生鐵塊)×1000/(裝入量-各種損失)
損失:化學(xué)損失、爐渣損失、煙塵損失、噴濺損失等
鋼鐵料消耗(kg/t鋼)=金屬裝入量(鐵水+廢鋼+生鐵塊)×1000/(裝入量-各工序損失)
各工序損失:
原料工序損失:鐵水帶渣扣減量、鐵水預(yù)處理的比例及其工序鐵水損失、鐵水翻罐和兌入時(shí)潑灑、廢鋼的折算;
煉鋼工序損失:化學(xué)燒損、鋼渣中金屬損失、金屬鐵氧化、渣中鋼珠損失、噴濺損失、煙塵金屬料損失、回爐鋼水及新循環(huán)廢鋼損失(回爐鋼水+自循環(huán)廢鋼)×吹損率)、按鋼種分類統(tǒng)計(jì);
連鑄工序損失:氧化鐵皮損失、切縫損失、切頭、切尾損失、連鑄中間包余鋼、工序鋼包余鋼、漏鋼損失、連鑄坯合格率、軋后退廢。
13、爐渣氧化性的表示方法
全氧法
Σω(FeO)=ω(FeO)+1.35ω(Fe2O3)
全鐵法(常用)
Σω(FeO)=ω(FeO)+0.9ω(Fe2O3)
當(dāng)ω[C]>0.1%時(shí),轉(zhuǎn)爐吹煉末期的氧化鐵總量計(jì)算式
Σω(FeO)%=4ω(CaO)%/ω(SiO2)%+0.3/ω[C]%+1×10-6t2+1.25
對(duì)于任何爐種的爐渣,特別是低碳鋼(ω[C]≤0.05%)的鋼液,氧化鐵含量計(jì)算式
Σω(FeO)%=12+0.9/ω[C]%
在純氧化鐵渣下(α(FeO)=1),金屬中的平衡含氧量即為飽和含氧量,因?yàn)檠踉阡撝械娜芙舛群艿停捎忙?sub style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">[O]代替α[O]
L0=α(FeO)/α[O]=1/ω[O]飽和; lgL0=lg(1/ω[O]飽和)=6320/T-2.734,按此式計(jì)算可得不同溫度時(shí)純鐵渣下飽和含氧量
t/℃ |
1550 |
1600 |
1650 |
1700 |
ω[O]/% |
0.190 |
0.231 |
0.278 |
0.331 |
金屬中氧含量除與溫度有關(guān)外,還與爐渣的成分有關(guān)。因此,α(FeO)等于金屬液中與渣平衡時(shí)的氧含量和純氧化鐵渣下飽和含氧量ω[O]飽和之比。
α(FeO)=ω[O]/ω[O]飽和
研究證明,當(dāng)∑(FeO)一定,堿度為2左右時(shí)爐渣的氧化能力最強(qiáng)。
14、鋼的密度
鋼液密度隨溫度變化計(jì)算
ρ=8523-0.8358(t+273);t的單位為℃。
成分對(duì)鋼液密度影響的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式
ρ=ρ01600℃-210ω[C]- 210ω[C]- 60ω[Si] -7.5ω[Mn]-6ω[Ni] -550ω[Cr]-43ω[W]- 164ω[Al]
ρ01600℃—鐵碳熔體在1600℃的密度,㎏/m3;
元素含量適用范圍:ω[C]<1.7%,其余元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)均在18%以下。
爐渣密度隨溫度變化計(jì)算
ρ0渣—爐渣1400℃時(shí)的密度,kg/m3;
ρ渣—爐渣高于1400℃時(shí)的密度,kg/m3
1400℃時(shí),爐渣的密度與組成的關(guān)系
一般液態(tài)堿性渣的密度為3000㎏/m3,固態(tài)堿性渣的密度為3500㎏/m3,ω(FeO)>40%的高氧化性渣的密度為4000㎏/m3,酸性渣的密度一般為3000㎏/m3。
15、每噸鋼液中元素氧化物的數(shù)量、耗氧量、放熱量和鋼液的升溫關(guān)系式:
M渣=(2.14Δω[Si]+ 1.29Δω[Mn]+ 1.48Δω[Cr]+ 1.28Δω[Fe]+ 2.29Δω[p]+ 1.47Δω[V]+ 1.67Δω[Ti]+ 1.88Δω[Al])×1000
M渣為1t鋼液中元素氧化生產(chǎn)氧化物的數(shù)量,㎏;Δω[M]為鋼液中元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化值,如為1%則代入0.01。
MO2=( 1.5295Δω[C]+1.143Δω[Si]+ 0.29Δω[Mn]+ 0.461Δω[Cr]+ 0.286Δω[Fe]+ 1.29Δω[p]+ 0.471Δω[V]+ 0.888Δω[Al])×1000
MO2為1t鋼液的耗O2量,㎏;如果單純生成CO2則用2.66Δω[C],若生成CO時(shí),則為1.33Δω[C];若脫氧產(chǎn)物為15% CO2、85% CO,則為1.5295ω[C]。
Q熱=(12.225Δω[C]+27.813Δω[Si]+ 6.908Δω[Mn]+ 4.27Δω[Cr]+ 4.103Δω[Fe]+ 20.515Δω[p]+ 11.388Δω[V]+ 28.30Δω[Al])×1000
Q熱為1t鋼液的放熱量,kj;其中12.225Δω[C]適用于生成CO的情況。
ΔT O2=(14.6Δω[C]+33.21Δω[Si]+ 8.25Δω[Mn]+ 5.1Δω[Cr]+ 4.9Δω[Fe]+ 24.5Δω[p]+ 13.6Δω[V]+ 33.8Δω[Al])×1000(不計(jì)熱損失)
ΔT O21t鋼液的升溫值,℃。鋼液熱容為837.36kj/(t·℃)。
16、鋼中雜質(zhì)的含量和渣量的計(jì)算
ω[M]—100㎏鋼液中殘存的元素含量,㎏;
Σω[M]—原始狀態(tài)下,100㎏鋼、渣中元素M的含量,㎏;
M渣—100㎏鋼液的爐渣重量,㎏;
LM—渣鋼間元素的分配系數(shù),
它和渣成分有關(guān)。
QAr—?dú)鍤饬髁浚琺3/min;Q—鋼液重量,t;T1—鋼液的溫度,K;Tg—?dú)怏w的溫度,K;P0—鋼液面處氣體的壓力,Pa;h0—?dú)怏w噴吹深度,m;η—貢獻(xiàn)系數(shù)。
元素的溶解對(duì)純鐵熔點(diǎn)的計(jì)算
ΔT=1021/MB{[ωA液]- [ωA固]}
濺渣護(hù)爐
爐渣熔化溫度與爐渣成分經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式
T=0.7498ω(MgO)%+4.5017(ω(CaO)%/ω(SiO2)%)-10.5335ω(TFe)%+1582(℃)
調(diào)渣劑中MgO含量計(jì)算
ω(MgO)相對(duì)=ω(MgO)/(1-ω(CaO)+R·ω(SiO2))
式中ω(MgO)、ω(CaO)、 ω(SiO2)為調(diào)渣劑中含量。
調(diào)渣劑與廢鋼的熱當(dāng)量置換比計(jì)算
調(diào)渣劑與廢鋼的熱當(dāng)量置換比=
ΔHi、ΔHs分別為i種調(diào)渣劑和廢鋼的焓,MJ/kg;ω(MgO)i為i種調(diào)渣劑中MgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù),%。
不同調(diào)渣劑的熱焓(H1773k-HΘ298k)及其對(duì)煉鋼熱平衡的影響
調(diào)渣劑 種類項(xiàng)目 |
生白 云石 |
輕燒白 云石 |
菱鎂 礦 |
菱鎂 球 |
冶金 鎂砂 |
氮?dú)?/span> |
廢鋼 |
熱焓/MJ/㎏ |
3.407 |
1.762 |
3.026 |
2.06 |
1.91 |
2.236 |
1.38 |
與廢鋼的熱 量置換比 |
2.47 |
1.28 |
2.19 |
1.49 |
1.38 |
1.62 |
1.0 |
與廢鋼的熱 當(dāng)量置換比 |
11.38 |
3.36 |
4.77 |
2.21 |
1.66 |
合適的留渣量計(jì)算
公稱噸位200t以上的大型轉(zhuǎn)爐,濺渣層厚度取25~30mm;公稱噸位100t以下的小型轉(zhuǎn)爐,濺渣層厚度取15~20mm。
Qs=KABC
Qs—留渣量,t;K—渣層厚度,m;A—爐襯內(nèi)襯表面積,m2;B—爐渣密度,t/m3;C—系數(shù),一般取1.1~1.3。
精 煉
LF爐用變壓器功率計(jì)算
鋼包爐的變壓器功率取決于加熱速度、能量轉(zhuǎn)換率、鋼水重量
W—鋼水重量,㎏;C—鋼水比熱容,kcal/(㎏·℃);ω—渣的重量,㎏;c—渣的比熱容,kcal/(㎏·℃);K1—功率因數(shù);K2—電效率;K3—電弧熱效率;K4—負(fù)荷率;θ—加熱速度,℃/min;Δθ—散熱速度,℃/min;860—能量轉(zhuǎn)化系數(shù),kcal/kW。
電極極心圓侵蝕指數(shù)計(jì)算
REP—耐材實(shí)效侵蝕指數(shù);I—電弧電壓;VP—弧柱電壓;α—削尖了的電極側(cè)面到爐壁的間距。α=0.7L;L—爐壁與電極側(cè)面之間距。
RH年處理能力計(jì)算公式
P—年處理能力,Mt/年;
H—平均出鋼量,t/爐;
T—RH爐鋼水平均處理周期,min;
η1—轉(zhuǎn)爐、精煉(LF)、RH、連鑄配合率,%;
η2—RH處理鋼水合格率,%;
η3—RH作業(yè)率,%.
RH鋼水循環(huán)率計(jì)算
U=3.8×10-3×D0.3u×D1.1d×G0.31×H0.5
U—鋼水循環(huán)率,t/min;Du—插入管上升管直徑,cm;Dd—插入管下降管直徑,cm;G—提升氣體流速,L/min;H—提升氣體在上升管內(nèi)的通入的高度,cm。
真空下吹氬應(yīng)滿足的條件:
PAr>Pg+ρ·H+2σ/r
PAr—?dú)鍤馀莸膲毫Γ籔g—真空度;ρ—鋼液密度;H—?dú)馀菥噤撘好娴母叨龋沪摇撘旱慕缑鎻埩Γ籸—生成Ar氣泡的半徑。
二次氧化時(shí)鋼液進(jìn)氧量與進(jìn)氮量的計(jì)算
Δ[O]=(rMeO2·A·t)/Q×100%ppm
Δ[N]=(rMeN2·A·t)/Q×100%ppm
rMeO2,rMeN2—二次氧化時(shí)的吸氧、吸氮的傳質(zhì)通量,kg/m2·s;A—澆注時(shí)氣液平均接觸面積,m2;t—澆注時(shí)氣液的接觸時(shí)間,s;Q—澆注鋼液重量,kg。
碳鋼吸氧速度關(guān)系式
rMeO2=(3.1-1.08αc)×10-3kg·O2/m2·s
αc—1600℃下計(jì)算的碳的活度值。
高合金鋼、高硅鋼吸氧速度關(guān)系式
rMeO2=(3.3-4.8)×10-3kg·O2/m2·s
發(fā)熱劑的加入量
C鋼ΔTW鋼=Q發(fā)W發(fā)η
W發(fā)/W鋼=C鋼ΔT/(Q發(fā)η)
W發(fā)—發(fā)熱劑的加入量,kg;C鋼—鋼水比熱容,kJ/(t·℃);Q發(fā)—發(fā)熱劑的發(fā)熱值,kJ/kg;ΔT—升溫幅度,℃;η—發(fā)熱效率。
發(fā)熱劑的過(guò)剩指數(shù)
I=發(fā)熱劑實(shí)際加入量/預(yù)定升溫理論計(jì)算量(即按化學(xué)計(jì)算反應(yīng)的量)
過(guò)剩指數(shù)變化范圍為1.0~1.4
喂線深度
H=Aδ(1-δ/D)V
H—包芯線喂入鋼水深度,mm;A—與鐵皮材質(zhì)和鋼水溫度有關(guān)的參數(shù);δ—鐵皮的厚度,mm;D—包芯線的直徑,mm;V—包芯線的喂線速度,m/s 。
喂線速度
V=0.12×(W0.344/(δ(1-δ/D)×10-3
W—鋼液重量,t;其它參數(shù)與喂線深度一樣。
合金用量計(jì)算
Pi=G(ai-bi)/(fici)+Mipi′
Pi—合金用量,kg;G—鋼液重量,kg;ai—合金元素的目標(biāo)含量,%;bi—合金元素在鋼液中的含量,%;ci—元素在鋼液中的含量,%;fi—元素的收得率,%;Mi—合金的補(bǔ)加系數(shù);pi′—各種合金的初步總用量,kg;Mipi′—合金的補(bǔ)加量。
Mi—(ai/(fici)/1-Σai/(fici)
ai/(fici)—合金在鋼液中所占的比分,%;1-Σ[ai/(fici)]—不含合金的純鋼液所占的比分,%。
pi′=ΣPi(ai-bi)/(fici)
合金加入量
合金加入量(kg)=(控制成分%-分析成分%)×鋼水量(kg)/(回收率%×鐵合金中元素含量%)
在精煉爐內(nèi)脫氧好,F(xiàn)eO<0.5%的條件下元素回收率:
100%回收率的元素有:Ni、Mo、Mn、Cr、Si、C、V、Nb;
S、Al、Ti直接加包中回收率:30%~50%;
喂線法加入的回收率:S、Al、Ti為70%~80%,B為40%~50% 。
LF成分控制精度
成分 |
C |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
Ni |
Als |
精度控制/% |
±0.01 |
±0.02 |
±0.02 |
±0.01 |
±0.01 |
±0.01 |
±0.009 |
吹氬攪拌時(shí),鋼水溫降ΔT與處理時(shí)間ζ關(guān)系
鎮(zhèn)靜鋼ΔT=0.87ζ+0.14ζ2-0.0083ζ3
低合金鋼ΔT=0.49ζ+0.558ζ2-0.0479ζ3
半鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼=ΔT=0.66ζ+0.373ζ2-0.0289ζ3
鋼與渣之間的平衡關(guān)系可以用氧的分配系數(shù)L0表示
根據(jù)氧在鋼液與爐渣間的質(zhì)量平衡關(guān)系,即鋼液中排出的氧量等于進(jìn)入爐渣的氧量
分配系數(shù)與爐渣堿度和溫度的關(guān)系
ω[O]初- ω[O]平=[ ω(FeO)初- ω(FeO)平)]×16/72×m
ω[O]初, ω[O]平—鋼中平衡和初始氧含量,%;
ω(FeO)初, ω(FeO)平—渣中平衡和初始氧含量,%;
m—渣量所占鋼水量的質(zhì)量分?jǐn)?shù),%。
喂線長(zhǎng)度
適合喂絲的合金元素
與氧親和力 高的元素 |
低密度 元素 |
高蒸汽壓 力元素 |
低溶解 度元素 |
Ca |
Ca |
Mg |
Pb |
Mg |
Mg |
Ca |
Ca |
Ce |
C |
Se |
Mg |
Zr |
B |
Te |
|
Al |
Si |
||
Ti |
S |
||
Si |
Se |
||
Nb |
包芯線喂線速度一般比為鋁線慢些,喂線速度一般取1.5~3.5m/s。
不同鋼包的最大喂入深度
鋼包容量/t |
最大喂入深度/m |
25 |
1.5 |
50 |
2 |
100 |
2.5 |
150 |
3 |
250 |
3.5 |
不同包芯線的相對(duì)吸熱能力
包芯線種類 |
相對(duì)吸熱能力 |
包芯線種類 |
相對(duì)吸熱能力 |
C |
0.7 |
S |
0.5 |
CaSi |
0.9 |
FeTi |
1.1 |
在1600℃的溫度條件下,當(dāng)元素在鋼中的含量為0.1%時(shí),一些常見元素的脫氧能力由強(qiáng)到弱的排列順序:
Re→Zr→Ca→Al→Ti→B→Si→C→P→Nb→V→Mn→Cr→W,F(xiàn)e,Mo→Ni→Cu
鋁線最佳喂速確定
最佳喂入深度是在距包底上方100~200mm處,鋁線在此熔化和反應(yīng)。最佳喂速確定:
ν=(H-0.15)/ζt
ν—最佳喂速,m/s;H—熔池深度,m;根據(jù)鋼液量及鋼包尺寸計(jì)算;ζt—鋁線熔化時(shí)間,s。
鋁收得率計(jì)算
在渣流動(dòng)性良好的情況下,鋁收得率主要與鋼液中溶解氧化量和鋼液溫度有關(guān),取計(jì)算式:
η=253.2993+0.342[O]2-0.00002884T2-0.008667[O]T
鋼液喂鋁量計(jì)算
L—喂入鋼液中的鋁線長(zhǎng)度,m;Alaim—控制的目標(biāo)殘鋁量,%;Alas—分析的鋼中殘鋁量,%;κ—冶煉過(guò)程中鋁的損失量,kg;η—鋁的收得率,%;W—鋁線的每米重量,kg/m;G—鋼液重量,t。
鋼液的脫碳、脫氫與脫氮速度關(guān)系計(jì)算
ν[H]=15470·[%H]2·ν[C]%/min;ν[N]=1446·[%N]2·ν[C]%/min。
1個(gè)大氣壓下,1.013×105Pa,脫碳、脫氫、脫氮的關(guān)系式
[%C]2-[%C]1=-Δ[%C]=6K2H·{1/[%H]2-1/[%H]1}+6{[%H]2-[%H]1}
[%C]2-[%C]1=-Δ[%C]=0.43K2N·{1/[%N]2-1/[%N]1}+0.43{[%N]2-[%N]1}
[%C]1—原始 [%C],%;[%C]2—降低后的[%C],%;[%H]1,[%N]1—原始 [%C],%;[%H]2,[%N]2—降低后的[%C],%;K2H,K2N—原始 [%H]、 [%H]的值。
鋼液吹氬與氣體含量變化關(guān)系式
VAr=112·Q鋼·{PAr·K2H·(1/[%H]2-1/[%H]1)+([%H]2-[%H]1)}Nm3Ar
VAr=8·Q鋼·{PAr·K2N·(1/[%N]2-1/[%N]1)+([%N]2-[%N]1)}Nm3Ar
Q鋼—鋼水的重量,t;PAr—吹入氬氣時(shí),Ar在鋼水中的平均壓力,大氣壓(1.013×105Pa為1單位)
二次氧化鋼液的進(jìn)氧量與進(jìn)氮量關(guān)系式
Δ[O]=(rMeO2·A·t)/Q×100% PPm
Δ[N]=(rMeN2·A·t)/Q×100% PPm
rMeO2,rMeN2—二次氧化時(shí)吸氧、吸氮的傳質(zhì)通量,kg/m2·s;A—澆注時(shí)氣液平均接觸面積,m2;t—澆注時(shí)氣液接觸的時(shí)間,s;Q—澆注鋼液重量,kg。
碳鋼吸氧速度關(guān)系式
rMeO2=(3.1-1.08αc)×10-3 kg·O2/m2·s
αc—1600℃下計(jì)算的碳的活度值。
高合金、高硅鋼種吸氧量在(3.3~4.8)×10-4 kg·O2/m2·s
鋼液吸氣面積關(guān)系式
A=1.2345d·(H1+H0)+0.848d·((ω20+ω1ω0+ω21)/g) m2
d—鑄口直徑,m;H1、H0—澆注前后由鑄口到中鑄管的距離,m;ω1、ω0—澆注一盤前后鑄口處鋼液的速度,m/s;g —重力加速度,9.81m/s2;z1、z0—開澆和澆完一盤時(shí)鋼水在盛鋼桶中的高度,m;C0—鑄口的阻力系數(shù),一般為0.96。
澆注一盤鋼需要時(shí)間的關(guān)系式
A0—鑄口的斷面積,m2;D—盛鋼桶的平均內(nèi)徑,m;CD—鑄口的阻力系數(shù),一般為0.96。
連 鑄
坯殼厚度計(jì)算
t—凝固時(shí)間,min;
l—結(jié)晶器有效長(zhǎng)度,㎜(結(jié)晶器液面至結(jié)晶器下口的距離,約為結(jié)晶器實(shí)長(zhǎng)減80~100㎜),V—拉坯速度,㎜/min。
渣膜厚度計(jì)算
e—渣膜厚度,mm;η—渣黏度,Pa·s;V—拉速,m/min;g—重力加速度,cm/s2;ρm,ρs—鋼和渣的密度,g/cm3。黏度在1300℃時(shí)小于0.14Pa·s,在1250~1400℃時(shí)在0.1~1.0 Pa·s的范圍。
鑄坯線收縮量計(jì)算
Δl=βΔT
ΔT—彎月面到結(jié)晶器出口處坯殼的溫度變化;
β—坯殼收縮系數(shù),鐵素體為16.5×10-6/℃;奧氏體為22.0×10-6/℃。
鑄坯液相穴深度計(jì)算
L液—鑄坯的液相穴深度,m;
D—鑄坯厚度,mm;
V—拉坯速度,m/min;
t—鑄坯完全凝固所需要的時(shí)間,min;
K綜合—綜合凝固系數(shù),㎜/min1/2。
結(jié)晶器倒錐度計(jì)算
ε1—結(jié)晶器每米長(zhǎng)度的倒錐度,%/m;
S上—結(jié)晶器上口斷面積,mm2;
S下—結(jié)晶器下口斷面積,mm2;
L—結(jié)晶器的長(zhǎng)度,m。
矩形坯或板坯倒錐度計(jì)算
S上—結(jié)晶器上口寬邊或窄邊長(zhǎng)度,mm;
S下—結(jié)晶器下口寬邊或窄邊長(zhǎng)度,mm。
結(jié)晶器長(zhǎng)度計(jì)算
結(jié)晶器的長(zhǎng)度應(yīng)保證鑄坯出結(jié)晶器下口的坯殼厚度大于或等于10~25mm,通常,生產(chǎn)小斷面鑄坯時(shí)取下限,而生產(chǎn)大斷面時(shí),應(yīng)取上限。
V—拉坯速度,mm/min。
考慮到鋼液面到結(jié)晶器上口應(yīng)有80~120mm的高度,故結(jié)晶器的實(shí)際長(zhǎng)度應(yīng)為:L= Lm+(80+120)mm
結(jié)晶器水縫面積計(jì)算
A—結(jié)晶器的水縫總面積,m2;Q—結(jié)晶器每米周邊長(zhǎng)耗水量,m3/(h·m);L—結(jié)晶器周邊長(zhǎng)度,m;V—冷卻水流速,m/s。
澆注溫度計(jì)算
T澆注=TL+ΔT
T澆注—合適澆注溫度,℃;TL—液相線溫度,℃;ΔT—鋼液的過(guò)熱度,℃。
TL=1536-(78ω[C]+7.6ω[Si]+4.9ω[Mn]+34ω[P]+30ω[S]+5.0ω[Cu]+3.1ω[Ni]+2.0ω[Mo]+2.0ω[V]+1.3ω[Cr]+18ω[Ti]+3.6ω[Al]+ 80ω[B]+7)
中間包鋼水過(guò)熱度選取值
澆注鋼種 |
板坯、大方坯 |
小方坯 |
澆注鋼種 |
板坯、大方坯 |
小方坯 |
高碳鋼、高錳鋼 |
+10℃ |
+15~20℃ |
不銹鋼 |
+15~20℃ |
+20~30℃ |
合金結(jié)構(gòu)鋼 |
+5~15℃ |
+15~20℃ |
硅鋼 |
+10℃ |
+15~20℃ |
鋁鎮(zhèn)靜鋼、低合金鋼 |
+15~20℃ |
+25~30℃ |
拉速計(jì)算
Lm—結(jié)晶器的有效強(qiáng)度,mm。
一般情況下小方坯的坯殼厚度必須大于8~12mm,板坯的坯殼厚度必須大于12~15mm。
鑄機(jī)最大拉速計(jì)算
當(dāng)出結(jié)晶器下口的坯殼為最小厚度時(shí),稱安全厚度(δmin),此時(shí)對(duì)應(yīng)的拉速為最大拉速
當(dāng)完全凝固正好選在矯直點(diǎn)上,此時(shí)的液相穴深度為鑄機(jī)的冶金長(zhǎng)度,對(duì)應(yīng)的拉速為最大拉速
L冶—鑄機(jī)冶金長(zhǎng)度,m;
K綜合—綜合凝固系數(shù),㎜/min1/2;
D—鑄坯厚度,㎜;
Vmax—拉坯速度,m/min
當(dāng)鋼中硫含量ω(S)>0.025%或ω(S)+ω(P)>0.045%時(shí),拉速按低限控制;目標(biāo)溫度一般規(guī)定在液相線之上15~25℃范圍內(nèi),當(dāng)鋼液溫度超過(guò)目標(biāo)溫度時(shí),應(yīng)采取以下措施;
a.當(dāng)中間包溫度低于下限溫度時(shí),要提高拉速0.1~0.2m/min;
b. 當(dāng)中間包溫度高于上限溫度5℃之內(nèi)時(shí),降低拉速0.1m/min;
c. 當(dāng)中間包溫度高于上限溫度6~10℃之內(nèi)時(shí),降低拉速0.2m/min;
d. 當(dāng)中間包溫度高于上限溫度11~15℃之內(nèi)時(shí),降低拉速0.3m/min。
對(duì)于更高溫度的鋼液,中間包應(yīng)作停澆處理。
鋼液流動(dòng)性差,水口發(fā)生黏堵,鋼流無(wú)法開大,拉速下降到規(guī)定下限以下0.2~0.3m/min時(shí),中包水口必須清洗;鋼液含氧量過(guò)高或由其他原因造成水口無(wú)法控制,拉速高于規(guī)定上限0.3m/min以上時(shí),中包水口要做失控處理。
結(jié)晶器冷卻水量計(jì)算
水質(zhì)要求:固體含量不大于10mg/L;總懸浮物含量不大于400 mg/L;硫酸鹽含量不大于150 mg/L;氯化物含量不大于100 mg/L;總硬度(以CaCO3計(jì))不大于10 mg/L;PH值為7.5~9.5。水壓控制在0.4~0.6MPa。進(jìn)水溫度應(yīng)小于等于40℃,進(jìn)出水溫差應(yīng)不超過(guò)10℃。
qv=0.0036F·V
qv—結(jié)晶器冷卻水量,m3/h;
F—結(jié)晶器水縫總面積,㎜2,其中F=BD;
B—結(jié)晶器的水縫斷面周長(zhǎng),㎜;
D—結(jié)晶器的水縫斷面寬度,取4~5㎜;
V—冷卻水在水縫內(nèi)的流速,方坯取6~12m/s,板坯取3.5~5m/s。
二次冷卻水計(jì)算
qv=WG
qv—二次冷卻水區(qū)水量,m3/h;
W—二次冷卻區(qū)冷卻強(qiáng)度,m3/t;
G—連鑄機(jī)理論小時(shí)產(chǎn)量,t/h。
不同鋼種的冷卻強(qiáng)度
鋼種 |
冷卻強(qiáng)度/(L/㎏) |
鋼種 |
冷卻強(qiáng)度/(L/㎏) |
普通鋼 |
1.0~1.2 |
裂紋敏感性強(qiáng)的鋼(管線、低合金鋼) |
0.4~0.6 |
中高碳鋼、合金鋼 |
0.6~0.8 |
告訴鋼 |
0.1~0.3 |
負(fù)滑脫量計(jì)算:
α—負(fù)滑脫量,%;
νmax—結(jié)晶器下振時(shí)的最大速度,m/min;
ν拉—拉坯速度,m/min。
煉鋼生產(chǎn)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
1、年產(chǎn)量
n-年內(nèi)的工作天數(shù),d;
g-每爐金屬料重量,t;
a-鋼坯收得率,%;
t-每爐平均冶煉時(shí)間,h。
2、每爐鋼產(chǎn)量
3、作業(yè)率
4、利用系數(shù)
轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)指每公稱噸位的容量每晝夜所生產(chǎn)的合格鋼坯量
電爐利用系數(shù)指每兆伏安變壓器容量每晝夜所生產(chǎn)的合格鋼坯量
5、冶煉時(shí)間
6、爐齡
7、按計(jì)劃出鋼率
8、鋼坯合格率
9、鋼坯(錠)收得率
10、原材料消耗
11、(高)合金比
12、品種完成率
13、電耗
14、鋼鐵料消耗
鋼鐵料消耗(㎏/t)=
15、轉(zhuǎn)爐吹損率
吹損指在轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中噴濺和氧化損失掉的金屬量,這一指標(biāo)反映了轉(zhuǎn)爐技術(shù)操作水平。
16、連鑄機(jī)產(chǎn)量
連鑄機(jī)產(chǎn)量(t)=生產(chǎn)鑄坯總量-檢驗(yàn)廢品量-軋后或用戶退廢量
17、連鑄比
連鑄比(%)=
總合格鋼產(chǎn)量是合格連鑄坯產(chǎn)量與合格鋼錠產(chǎn)量之和,按入庫(kù)合格量計(jì)算。
18、合格率
合格率(%)=
19、收得率
連鑄坯收得率(%)=
連鑄澆注鋼液總量=合格鑄坯產(chǎn)量+廢品量(現(xiàn)場(chǎng)+退廢)+中間包換接頭總量+中間包余鋼總量+鋼包開澆后回爐鋼液總量+鋼包注余鋼液總量+引流損失鋼液總量+中間罐粘鋼總量+切頭切尾總量+澆注過(guò)程及火焰切割時(shí)鑄坯氧化損失的總量。
收得率與鑄坯斷面大小有關(guān),斷面小收得率低些。
20、連鑄坯成材率
連鑄坯成材率(%)=
21、連鑄坯作業(yè)率
連鑄坯作業(yè)率(%)=
連鑄機(jī)實(shí)際作業(yè)時(shí)間=鋼包開澆起至切割(剪切)完畢為止的時(shí)間+上引錠桿時(shí)間+正常開澆準(zhǔn)備等待的時(shí)間(小于10min)。
22、連鑄機(jī)達(dá)產(chǎn)率
連鑄機(jī)達(dá)產(chǎn)率(%)=
23、平均連澆爐數(shù)
平均連澆爐數(shù)(爐/次)
24、平均連澆時(shí)間
平均連澆時(shí)間(h/次)=
25、鑄機(jī)溢漏率
鑄機(jī)溢漏率(%)=
26、連鑄澆成率
連鑄澆成率(%)=
澆注成功的爐數(shù):一般一爐鋼水至少有2/3以上澆成鑄坯,方能算作該爐鋼澆注成功。
27、中間罐平均罐齡
中間罐平均罐齡(爐/個(gè))=
28、結(jié)晶器的使用壽命
結(jié)晶器的使用壽命(h/個(gè))=
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