在电弧炉炼钢还原期,取样分析成分中有的合金元素含量低于规格成分,需要补加合金。但由于补加某种合金又要影响未被补加元素,使其含量发生降低变化,这样要多次反复补加合金,使之达到合金元素含量合格,沈才芳将这种方法称为“拉配法”。配料计算公式见式(8-1)。
为掌握多种配料计算方法,下面给出一些示例。
1.多次补加配料计算
例8-8 电弧炉熔炼高合金不锈钢ZG0Cr18Ni9Ti浇注阀门铸件,需要钢液量10t,成品钢成分要求、还原期分析成分及补加合金成分,见表8-4。
表8-4 配料单化学成分(质量分数) (%)
1)计算初次补加合金量:
2)计算第一次补加合金量:
由于补加Ni、JMn和TiFe后使Cr含量降低,计算补加CrFe量:
由于补加JMn、CrFe和TiFe后使Ni含量降低,计算补加Ni量:
由于补加CrFe、Ni和TiFe后使Mn含量降低,计算补加JMn量:
由于补加CrFe、Ni和JMn后使Ti含量降低,计算补加TiFe量:
3)计算补加合金总量:
CrFe补加量=(156.7+145)kg=301.7kg
Ni补加量=(57+49.8)kg=106.8kg
JMn补加量=(21+5.2)kg=26.2kg
TiFe补加量=(282+6.6)kg=288.6kg
补加合金总量=(301.7+106.8+26.2+288.6)kg=723kg
4)补加合金后钢液总量:
钢液总量=(10000+723)kg=10723kg
5)验算补加合金后钢液中合金元素含量:
验算结果与要求的成品钢成分的误差量:
Cr=18%-17.86%=0.14%
Ni=9.5%-9.36%=0.14%
Mn=1.0%-0.978%=0.02%
Ti=0.5%-0.48%=0.02%
计算结果各元素含量均小于成品钢成分规格,所以还要进行第二次补加合金,使之到达成品钢要求的合金成分。
6)计算第二次补加合金量:
由于补加Ni、JMn和TiFe后使Cr含量降低,计算补加CrFe量:
由于补加CrFe、JMn和TiFe后使Ni含量降低,计算补加Ni量:
由于补加CrFe、Ni和TiFe后使Mn含量降低,计算补加JMn量:
由于补加CrFe、Ni和JMn后使Ti含量降低,计算补加TiFe量:
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7)计算补加合金总量(初次+第一次+第二次补加量之和):
CrFe补加总量=(156.7+145+24.8)kg=326.5kg
Ni补加总量=(57+49.8+16.98)kg=123.8kg
JMn补加总量=(21+5.2+2.12)kg=28.3kg
TiFe补加总量=(282+6.6+5.65)kg=294.3kg
补加合金总量=(326.5+123.8+28.3+294.3)kg=773kg
8)补加合金后钢液量:
钢液量=(10000+773)kg=10773kg
9)验算补加合金后钢液中合金元素含量:
最后验算结果表明,只Cr含量稍少0.07%,可不再补加Cr,其余合金元素含量与成品钢成分要求基本相符,说明配料计算正确。如果验算结果与要求成分中相差较大,相差大的元素含量还要补加计算直至合格。
2.反复补加法
熔炼合金钢中,如含Cr、Ni合金元素,还原分析时Cr含量低、Ni含量稍多,就要计算补加Cr;补完Cr后又影响Ni含量降低,又要补加Ni;补完Ni后,又影响Cr含量降低,又补加Cr……这样出现反复补加。沈才芳称这种方法为“反复拉补法”。补加后被降低的元素含量计算公式为
式中 Δa——元素含量被降低的量(%);
a——钢液元素分析值(%);
m合金——补加合金加入量(kg);
m原钢液——钢液质量(kg)。
例8-9 熔炼ZG12Cr20Ni12高合金不锈钢,浇注耐酸泵体铸件。钢液量为15t。还原期取样分析成分(质量分数):Cr17%、Ni10%。成品钢控制成分(质量分数):Cr19%、Ni10.5%。补加铁合金成分(质量分数):CrFe含Cr65%、Ni99%。合金回收率:Cr98%、Ni100。采用反复补加法配料计算补加合金量(CrFe、Ni)。
1)计算补加CrFe第一次补加量:
补加CrFe665kg后,计算Ni含量降低量:
2)计算Ni第一次补加量:
补加163.6kgNi,后计算Cr含量降低量:
3)计算CrFe第二次补加量:
补加68.8kg后,计算Ni含量降低量:
4)计算Ni第二次补加量:
计算表明,第二次补加Ni较少仅为7.9kg,对Cr的含量降低量影响很小,可以不用再补加。
5)计算补加合金总量:
CrFe总量=(665+68.8)kg=733.8kg
Ni总量=(163.6+7.9)kg=171.5kg
6)验算补加合金后钢液中Cr、Ni含量:
验算结果与成品钢控制成分(质量分数)Cr19%、Ni10.5%相符,配料计算正确。
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