МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г.И. НОСОВА»
Институт металлургии, машиностроения и материалообработки
Кафедра металлургии и
химических технологий
Индивидуальная работа
по дисциплине «Моделирование процессов и объектов в металлургии»
на тему «Математическое моделирование процесса раскисления стали в ковше ферромарганцем»
Исполнитель:
Руководитель:
Работа защищена «____» ________ 2019 г. с оценкой__________ ______
(подпись)
Аннотация
В данной работе было выполнено математическое моделирование процесса раскисления стали в ковше ферромарганцем. Смоделирована зависимость расхода ферромарганца в стали марки 15Г от содержания марганца в ферросплаве в интервале 76...79% и содержания марганца в стали от 0,7 до 1%. В процессе работы было выявлено, что при значении содержания марганца в ферросплаве 78 % и изменении содержания марганца в стали от 0,7 до 1 % приводит к возрастанию расхода ферромарганца в металле на 1,53 т. При значении содержания марганца стали 0,9 % и изменение содержания марганца в ферросплаве от 76 до 79 % приводит к уменьшению расхода ферромарганца в металле на 0,16 т. Из этого следует вывод: на расход ферромарганца в стали больше влияние оказывает на содержание марганца в стали, чем содержание марганца в ферросплаве.
Содержание
Введение 5
1Математическая постановка задачи 7
2Алгоритм расчета 8
3Исходные данные 9
4Результаты расчета 10
5Анализ полученных результатов 13
Заключение 15
Список использованных источников 16
Введение 5
1 Математическая постановка задачи 7
2 Алгоритм расчета 8
3 Исходные данные 9
4 Результаты расчета 10
5 Анализ полученных результатов 14
Заключение 16
Список использованных источников 17
Введение
Технологическую операцию, при которой растворенный в металле кислород переводится в нерастворимое в металле соединение или удаляется из металла, называют раскислением.
После операции раскисления сталь называют раскисленной. Такая сталь при застывании в изложницах ведет себя "спокойно", из нее почти не выделяются газы, поэтому такую сталь часто называют "спокойной". Если же операцию раскисления не проводить, то в стали при ее постепенном охлаждении в изложнице будет протекать реакция между растворенным в металле кислородом и углеродом [О] + [С] =СОгаз. Образующиеся при этом пузырьки оксида углерода будут выделяться из кристаллизующегося слитка, металл будет бурлить. Такую сталь называют "кипящей".
В некоторых случаях раскисление стали проводят таким образом, чтобы удалить из нее не весь кислород. Оставшийся растворенный кислород вызывает кратковременное "кипение" металла в начале его кристаллизации. Такую сталь называют "полуспокойной".
Содержание кислорода в металле перед раскислением в любом сталеплавильном агрегате, главным образом, зависит от концентрации углерода - чем меньше содержание углерода, тем больше содержание кислорода в металле. Это содержание кислорода значительно выше значений, равновесных с углеродом . Следовательно, основными задачами раскисления являются:
Первая задача раскисления стали сводится к достижению заданной степени раскисления металла - получению в готовой жидкой стали такого остаточного содержания кислорода, которое обеспечивает нормальное поведение металла во время его кристаллизации. Недостаточное раскисление приводит к нарушению нормального хода криталлизации слитка.
Вторая задача раскисления состоит в обеспечении возможно меньшего содержания в твердой стали продуктов реакций раскисления - неметаллических включений (НВ). Такими свойствами обладают мелкие НВ (размеры - 10мкм), имеющие форму сферы, располагающиеся в объеме металла равномерно и не деформирующиеся во время обработки давлением. Эта задача очень сложна и успешно решается пока лишь в немногих случаях.
Третья задача раскисления сводится к обеспечению получения мелкозернистого строения металла и решается путём получения мелких НВ, выделяющихся из жидкой стали в твердом виде и играющих роль центров начала образования кристаллов металла. Такими свойствами обладают нитриды и карбонитриды ванадия, ниобия и т.д. В этом случае НВ положительно влияют на свойства стали. В большинстве случаев элемент-раскислитель вводится в металл не только для снижения остаточного содержания кислорода, но и для уменьшения вредного влияния других примесей, а также для улучшения свойств стали (термической обрабатываемости, механической прочности, коррозионной стойкости и т.д.).