Встановлення необхідного співвідношення компонентів шихтових матеріалів для виплавки легованої сталі 35ХМЛ

Abstract

Основним завданням сталеплавильного процесу є отримання рідкої сталі заданого хімічного складу з певними фізико-хімічними і ливарними властивостями, з мінімальними витратами часу, матеріалів і енергоресурсів. Особливість розрахунку шихти для плавки сталі пов’язана з великою універсальністю сталеплавильних агрегатів, різноманіттям методів плавки і широким діапазоном зміни фізико-хімічних процесів під час плавки. Переважна кількість елементів, що входять до складу отриманої сталі, неоднаково окислюються за періодами плавки. У періоди плавлення і окислення ці елементи вигоряють сильніше, ніж в процесі доведення і розкислення. Тривалість окремих періодів плавки, особливо початкових, може значно коливатися залежно від якості шихтових матеріалів і від технології плавки. Велике значення має і абсолютний вміст елементів в сталі. Тому навіть при плавці сталі в одній печі можуть бути різні технологічні варіанти, і угар елементів може змінюватися в широких межах. Середнє значення угару елементів є важко встановленою і наближеною характеристикою поведінки елементів в процесі плавки. Розраховувати її за коефіцієнтом засвоєння елементів з шихтових матеріалів не завжди можна, так як невідомі відносні кількості складових шихти. Тому метою роботи є встановлення необхідного співвідношення компонентів шихтових матеріалів для отримання легованої сталі 35ХМЛ в індукційній тигельній печі типу ІТП-4,5 для виливки зубчастого вінця. Для досягнення мети проведено розрахунки шихти для виплавки сталі за програмою Ехcel в наступній послідовності: вибрані компоненти шихти, їх склад і норми витрат, де враховано середні значення компонентів в шихті, а саме повернення власного виробництва, пакети сталеві, стружка сталева, чавун передільний, лом сталевий, феросплави; визначено кількість компонентів і вміст вуглецю в шихті, кількість елементів, які вносяться компонентами з шихти; визначено масу основних елементів і домішок, які вносяться з феросплавами; проведено перевірку вмісту основних компонентів в сталі. Показано, що отриманий сплав має необхідний хімічний склад, який забезпечує належні експлуатаційні характеристики виливки.The main task of the steelmaking process is to obtain liquid steel of a given chemical composition with certain physic-chemical and casting properties, with minimal time, materials and energy resources. The peculiarity of the calculation of the charge for steel melting is associated with the great versatility of steelmaking units, the variety of melting methods and a wide range of changes in physical and chemical processes during melting. The vast majority of the elements that make up the resulting steel are not equally oxidized by the melting periods. During the periods of melting and oxidation, these elements burn out more strongly than in the process of finishing and deoxidation. The duration of individual melting periods, especially the initial ones, can vary significantly depending on the quality of the charge materials and on the melting technology. The absolute content of elements in steel is also of great importance. Therefore, even when melting steel in the same furnace, there may be different technological options, and the carbon monoxide of the elements can vary widely. The average value of the carbon monoxide of the elements is a hard-to-determine and approximate characteristic of the behavior of the elements during the melting process. It is not always possible to calculate it by the coefficient of assimilation of elements from charge materials, since the relative amounts of the charge components are not known. Therefore, the aim of the work is to establish the necessary ratio of the components of the charge materials for the production of 35CrMo alloy steel in an induction crucible furnace of the ITP-4,5 type for casting a gear ring. To achieve this goal, the calculations of the charge for steel smelting were carried out according to the Excel program in the following sequence: the components of the charge, their composition and consumption rates were selected, where the average values of the components in the charge were taken into account, namely, the return of own production, steel bags, steel chips, cast iron, steel scrap, ferroalloys; the number of components and the carbon content in the charge, the number of elements that are introduced with the components of the charge; the mass of the main elements and impurities that are introduced with ferroalloys were determined; the content of the main components in the steel was checked. It is shown that the resulting alloy has the necessary chemical composition, which provides the proper performance characteristics of the casting