2.2 Подбор раскислителей и легирующих материалов, обеспечивающих минимальный их расход для легирования жаропрочных спецсталей

Произведены расчеты материального баланса раскисления и легирования жаропрочных спецсталей для обеспечения минимального расхода раскислителей. Расчеты проведены на примере стали 20Х13.

Для раскисления и легирования в расчетах использовали следующие ферросплавы таблица 1.

Таблица 1 - Химический состав раскислителей и легирующих, %

Ферросплав	Содержание элементов
	C	Si	Mn	Cr	Al	Ca	S	P
ФМн75	7,00	2,00	75,00	-	-	-	0,030	0,450
СМн17	1,70	17,00	65,00	-	-	-	0,030	0,350
ФС65	-	65,00	-	-	2,00	-	0,030	0,050
АВ	-	-	-	-	86,00	-	-	-
ФХ800	8,00	2,00	-	70,00	-	-	0,060	0,040
СК30	0,50	6,00	-	-	2,00	30,00	-	0,040

Установлены степени усвоения элементов во время раскисления и легирования.

Таблица 2 - Усвоение элементов во время раскисления и легирования

Элемент	Усвоение,%
Si	95,00
Mn	95,00
Al	50,00
Cr	99,70

Расчеты проведены при использовании 50 и 100 % легированных отходов стали (20Х13) в шихте.

При использовании 50% легирован­ных отходов стали 20Х13 состав металлошихты рассчитан с получением в суммарной завалке следующих концентраций основных элементов:

- содержание Cr по верхнему пределу, т.е. Cr-13%;

- содержание C 0,2%.

Химический состав используемых в металлошихте материалов приведен в таблице 3.

Таблица 3 - Шихтовые материалы

Материал	Содержание в шихте, %	Химический состав, %
		C	Si	Mn	Cr	S	P
Легированные отходы Б26	50	0,12	0,8	2,0	13,0	0,005	0,005
Углеродистый лом А2	40	0,4	0,3	0,5	-	0,030	0,030
Феррохром ФХ800	10	8,0	1,88	-	80,0	0,06	0,06

При выплавке стали марки 20Х13 кокс в за­валку не дается, т.к. углеродистый феррохром вносит достаточное коли­чество углерода для ведения плавки на вспененном шлаке.

Установлено, что при поддержании содержания угле­рода в металле на уровне 0,6-0,8% в течении всей плавки, изменение окисленности шлака незначительно и будет находиться в пределах 8-10%, а при введении в пенистый шлак порошкообразного углеродсодер­жащего материала в течении нагрева металла не превысит 2-5%.

Благодаря низкой окисленности металла и восстановлению (за счет ввода в шлак углеродсодержащего материала) угар хрома и марганца будет минимальным.

Результаты расчетов приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Удельные расходы материалов при выплавке 1т стали марки 20Х13, кг/т

Материалы	Вариант шихтовки, %
	50	100
Лом углеродистый А2	414,8	0,0
Лом легированный Б26	518,5	1010,0
ФХ800	103,7	20,6
АВ	2,0	2,0
СК30	0,5	0,5
СМн17	4,7	2,8
ФС65	9,2	9,7