ĐỒ ÁN THIẾT KẾ LÒ ĐIỆN HỒ QUANG NẤU LUYỆN THÉP ШX15 SẢN LƯỢNG 20 TẤN MẺ.

Do yếu cầu và điều kiện kỹ thuật mới , sắt thép thông thường như trước không thảo mãn với các dụng cụ, máy móc, thiết bị tối tân, vì ở đây đòi hỏi chúng phải làm việc trong điều kiện nhi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU CHUYÊN NGÀNH KIM LOẠI VÀ HỢP KIM MÔN: NẤU LUYỆN KIM LOẠI VÀ HỢP KIM

MỤC LỤC

Lời cảm ơn 4

ĐÁNH GIÁ CỦA THẦY: 5

Lời mở đầu 6

-TỔNG QUAN VỀ: LỊCH SỬ, PHÂN LOẠI, CẤU TẠO CỦA LÒ HỒ

QUANG………-7-CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN THỂ NỒI LÒ VÀ THIẾT KẾ LÒ 9

1.1 TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC NỒI LÒ SẢN LƯỢNG 20 TẤN: 11

-1.1.1 Hình dạng nồi lò:……… -11-.

1.1.2 Các kích thước nồi lò : 12

1.1.3 Các kích thước của không gian nấu chảy: 15

1.2 THIẾT KẾ LÒ VÀ CÁC BỘ PHẬN CỦA LÒ: 20

1.2.1 Xây lò hồ quang: 20

1.2.2 Thiết bị lò: 25

1.2.3 Thiết bị điện: 26

-CHƯƠNG 2: CHUẨN BỊ LÒ VÀ TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU NẤU THÉP 25

2.1 CHUẦN BỊ LÒ: 25

-2.2 TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU NẤU THÉP TRONG LÒ HỒ QUANG DUNG LƯỢNG 20 TẦN: 28

2.2.1 Tính toán phối liệu chính: 29

2.2.2 Kiểm tra thành phần các nguyên tố khác: 30

-2.3.TÍNH TOÁN LƯỢNG XỈ TRONG

MẺ: -2.3.1 Các chất tạo xỉ bazo: -

31-2.3.2 Tính toán khối lượng xỉ: -

342.4 CÔNG TÁC CHUẦN BỊ: 35

2.4.1 Kiểm tra thiết bị: 35

2.4.2 Chất liệu: 37

-CHƯƠNG 3:CÔNG NGHỆ NẤU LUYỆN THÉP TRONG LÒ HỒ QUANG 37

3.1 GIAI ĐOẠN NẤU CHẢY: 37

3.1.1 Trình tự tiến hành: 37

3.1.2 Khử P: 38

3.1.3 Biện pháp rút ngắn thời gian nấu chảy: 39

3.2 GIAI ĐOẠN OXY HÓA: 41

3.2.1 Nhiệm vụ cơ bản của giai đoạn này là: 41

3.2.2 Thực hiện quá trình: 42

3.3 GIAI ĐOẠN HOÀN NGUYÊN: 42

3.3.1 Nhiệm vụ: 42

3.3.2 Thực hiện: 42

3.3.3 Khử oxy: 42

3.3.4 Khử lưu huỳnh: 42

3.3.5 Hợp kim hóa thép: 42

-CHƯƠNG 4: CHẾ ĐỘ ĐIỆN VÀ CHẾ ĐỘ NHIỆT TRONG LÒ 51

4.1 CHẾ ĐỘ NHIỆT: 51

4.2 CHẾ ĐỘ ĐIỆN: 54

-CHƯƠNG 5:BIỆN PHÁP RÚT NGẮN THỜI GIAN NẤU LUYỆN, TĂNG NĂNG SUẤT-

em được học được ba môn: hóa lý các quá trình luyện kim, thí nghiệm nấu luyện

và môn nấu luyện kim loại và hợp kim của thầy trong quãng thời gian qua Nhờ sự chỉ dạy tận tình và chi tiết của thầy mà chúng em đã có cái nhìn rõ ràng hơn về môn Đồ án môn học, không còn bỡ ngỡ nhiều khi phải đối diện với những bài tập đòi hỏi sự tự tư duy và tự thiết kế như vậy, cộng thêm sự hướng dẫn tỷ mĩ và chu đáo của thầy ở những ngày học lý thuyết Đồ án môn học nên chúng em phần nào

có cái nhìn khái quát và từng bước thực hiện đồ án này và cuối cùng cũng hoàn thành, tuy nhiên đây là đồ án của những sinh viên còn thiếu kinh nghiệm như chúng em nên không tránh khỏi sai sót nên mong thầy tận tình góp ý để bài làm của chúng em có thể hoàn thiện hơn Ngoài ra, em cũng xin cám ơn sự giúp đỡ của các bạn trong lớp đã hỗ trợ chúng em trong việc thực hiện đồ án này Chúng em xin chân thành cám ơn thầy và các bạn.

ĐÁNH GIÁ CỦA THẦY:

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

LỜI MỞ ĐẦU

Vào thế kỷ 20, nhất là sau chiến tranh thế giới lần thứ nhất nền công nghiệp ngày càng phát triểnmạnh Trên thế giới lần thứ nhất nền công nghiệp ngày càng phát triển mạnh Trên thế giới lúc bấy giờ các ngành công nghiệp, nhất là ngành luyện thép và hợp kim, ngành đúc chi tiết, ngành chế tạo máy, ngành điện tử … đangđà phát triển về sản lượng và chất lượng sản phẩm Do yếu cầu và điều kiện kỹ thuật mới , sắt thép thông thường như trước không thảo mãn với các dụng

cụ, máy móc, thiết bị tối tân, vì ở đây đòi hỏi chúng phải làm việc trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, chống được ăn mòn, điện hóa, chống bào mòn cơ học, chống nóng, chống g ỉ,… do đó đòi hỏi phải sản sau61t ra các chủng loại thép và hợp kim có những tính năng đặc biệt như độ bền cơ học cao, độ bền chống ăn mòn của môi trường axit, nước sông… Đặc biệt cần phải sản xuất các loại thép có tính đàn hồi cao, có tính nhiễm từ tốt, có tính chống nhiễm từ cao Do các tính chất đặt biệt trên nên thép được sản xuất ra từ lò thổi khí, lò Besmer, lò Mactin không thể đáp ứng được nữa mà phải nấu luyện trong các loại lò điện Vậy phương pháp luyện thép trong

lò điện là một công nghệ mới và hiện đại Để luyện théo và hợp kim trong lò điện, người ta tận dụng điện năng biến chúng thành nhiệt năng dưới dạng hồ quang xoay chiều ( AC-EAF), lò điện

hồ quang một chiếu (DC_EAF) để sản xuất thép cacbon chất lượng, thép hợp kim thấp, trung bình và cao với sản lượng lớn Để luyện một số mác thep hợp kim chuyên dùng hoặc thép hợp kim cao ít cacbon, người ta sử dụng các loại lò điện cảm ứng cao tần, trung tần và tần số công nghiệp Để nấu lại thép và hợp kim, tinh luyện kim lọai và thép đạt chất lượng cao hơn nữa người ta sử dụng lò điện xỉ, lò điện cảm ứng chân không, lò hồ quang chấn không , lò điện tử chân không sâu, lò plasma,… để nung nguyên liệu ferro, các loại vật liệu, các dụng cụ, chi tiết máy người ta sử dụng lò điện trở nung trực tiếp hoặc gián tiếp

Đặc điểm nổi bật của lò hồ quang:

- Tập trung được lượng nhiệt lớn để nung chảy kim loại nhanh đặc biệt là các kim loại khóchảy như vofram, molipden,…

- Lò có nhiệt độ cao >=1700° C nên tạo điều kiện hòa tan các nguyên tố hợp kim nhiềutrong thép, thỏa mãn đầy đủ các phản ứng luyện kim (oxy hóa, khử), tăng tốc độ phảnứng hóa học, thúc đẩy các quá trình xảy ra nhanh chóng và triệt để

- Dễ dàng nâng nhiệt độ cho bể kim loại, điều chỉnh chính xác thành phần hóa học của théplỏng và xỉ

- Đảm bảo cháy hao của các nguyên tố hợp kim rất thấp, giảm hàm lượng phospho và lưuhuỳnh rất thấp (P,S < 0,02%)

- Giá thành thép lò điện còn cao vì tiêu tốn điện năng và điện cực lớn

- Áp dụng các công nghệ mới như thổi oxy, nung liệu trước, tạo xỉ bọt,… khử bỏ tạp chất

và các khí có hại trong thép một cách triệt để

Tuy nhiên, đồ án chỉ giới hạn trong tính toán lò và phối liệu, thiết kế lò và cách vận hành củamột sinh viên nên chỉ là một bài sơ khai không chuyên sâu vào lò hồ quang Vì vậy sẽ có nhiều

thiếu sót, không đầy đủ.Hi vọng có những sai sót nào mong thầy và các bạn góp ý kiến đóng góp

để bài làm hoàn thiện hơn

TỔNG QUAN

1 Lịch sử phát triển của lò hồ quang:

Lò hồ quang là loại lò điện được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới cũng như nước ta hiện naytrong việc nấu luyện thép

Lịch sử phát triển của lò hồ quang:

Trên thế giới, lò điện được xây dưng đầu tiên ở Pháp vào năm 1889 với dung lượng 3 tấn/mẻ đểnấu luyện thép hợp kim Đến năm 1900 ở Mỹ đã sử dụng loại lò điện hồ quang 10-60 tấn/ mẻ đểnấu thép dụng cụ và thép hợp kim Ở Tiệp Khắc đã sữ dụng lò hồ quang 20-30 tấn/mẻ để nấu cácloại thép cacbon và thép hợp kim thấp Ngày nay người ta sử dụng phổ biến và rộng rải là lò hồquang 100-400 tấn/mẻ dung lượng điện áp 35.000-165.000 kVA

Đặc biệp ở Mỹ đã chạy thường xuyên loại lò 360 tấn/ mẻ và chế độ siêu công suất 160.000 kVA

để sản xuất thép cacbon chất lượng, đảm bảo năng suất 100-120 tấn thép/ giờ

Từ năm 1900 đến nay người ta đã thiết kế xây dựng các loại lò hồ quang hiện đại như lò hồquang một chiều siêu công suất (150 tấn/ mẻ), lò hồ quang thân cột (Thụy Điển) có dung lượng

lò 100-300 tấn/ mẻ

Sản lượng thép lò hồ quang chiếm 80-90% tổng lượng thép lò điện Số lượng thép còn lại đượcsản xuất ra từ lò cảm ứng cao tần,trung tần và lò tần số công nghiệp

Ở nước ta có rất nhiều nhà máy sử dụng lò hồ quang đặt biệt như:

- Nhà máy luyện thép Lưu Xá ( công ty gang thép Thái Nguyện)

- Nhà máy cán thép Gia sàng

- Nhà máy cơ khí ( công ty gang thép Thái Nguyên)

- Nhà máy luyện thép biên hòa (công ty thép Miền Nam)

- Nhà máy thép Nhà Bè ( cộng ty thép Miền Nam)

- Nhà máy thép Thủ Đức ( công ty thép MiềnNam)

- Phân xưởng nhà máy cơ khí ( công ty thép Miền Nam)…

Nói chung sản xuất thép trong nước ta hiện nay chủ yếu bằng lò điện hồ quang

2 Đặc điểm của lò hồ quang (lò hồ quang xoay chiều ba điện cực) :

Lò điện hồ quang chủ yêu tận dụng lượng nhiệt của chùm hồ quang phát ra giữa điện cực và kim loại chùa trong lò, do đó có một số đặc điểm sau:

- Ưu điểm:

 Biến điện năng thành hồ quang do dó sử dụng được lượng nhiệt hữu ích tối đa

 Nhiệt độ giữa ba điện cực đạt được t≥ 30000C do dó nâng được nhiệt độ thép lỏng lên t≥

16000C, thỏa mãn điều kiện kỹ thuật luyện các mác thép và hợp kim khác nhau

 Trong quá trình nấu luyện trong lò có thể tạo đươc mô trường hoàn nguyên, môi trường oxy hóa Có thể khống chế và điểu khiển một cách chính xác thành phần hóa học và nhiệt

độ thép lỏng Đảm bảo khử S, P tốt, khử tạp chất phi kim, tạp khí và các chất có hại cho chất lượng thép đến mức tối thiểu Đồng thời, khống chế được cháy hao các nguyên tố

hợp kim đến mức cho phép Đảm bảo chất lượng thép và năng xuất lò ( hệ số thu hồi ≥

 Phối liệu sử dụng cho lò hồ quang chủ yếu là thép phế liệu có thành phần tương đối ổn định, nhất là P và S phải thấp Thép phế liệu trong nội bộ nhà máy không đủ cung cấp cho lò, vì vậy đa phần phải nhập ngoại tốn kém chi phí

 Tiêu hao điện năng và điện cực lớn Ở một số nước chua chế tạo được điện cực grafit, giátiền điện còn cao Giá của thép thảnh phẩm phụ thuộc lớn vào hai yếu tố trên ( chiếm 65-70% giá thành sản phẩm)…

3 Phân loại:

Lò hồ quang có thể được phân loại theo cấu tạo và ứng dụng,lò hồ quang gồm ba loại: lò hồquang gián tiếp, lò hồ quang trực tiếp và lò hồ quang phủ kín

3.1 Lò hồ quang trực tiếp EAF ( electric arc furnace):

- Theo cấu tạo mạch điện chia làm hai loại: lò hồ quang xoay chiều AC-EAF và lò hồ quang một chiều DC-EAF

- Lò hồ quang trực tiếp đươc sử dụng phổ biến nhất hiện nay trên thế giới và cả nước ta

3.2 Lò hồ quang gián tiếp sử dụng hai điện cực grafic:

- Loại này có thể sử dụng nguồn điện một chiều hoặc nguồn điện hai chiều, hai điện cực nằm ngangxuyên qua hông lò vào lò Nhiệt độ trong lò đạt được không cao khoảng 1300-1350oC Do đó, loại lò này thích hợp nấu các hợp kim dể chảy như đồng(Cu), chì(Pb), kẽm, thiếc…

3.3 Lò điện hồ quang phủ kín hay còn gọi là lò ferro hợp kim:

Điện áp vào lò phụ thuộc vào hợp kim Ferro nấu luyện Trong quá trình nấu, hồ quang phát ra dưới ba điện cực tự thiêu kết, chùm hồ quang ngắn và rộng bị chiềm sâu trong bể liệu do dó liệu tiếp thu nhiệt của hồ quang và nhiệt trở của liệu mà nóng chảy Quá trình nấu Ferro là quátrình liên tục và kéo dài trong một khoảng thời gian nhất định Ferro hợp kim được tháo ra ngoài qua cửa ở hông lò theo định kì.

4 Cấu tạo và nguyện lý của thiết bị:

4.1 Cấu tạo chung của một lò hồ quang:

Lò hồ quang gồm những bộ phận cơ bản sau:

- Buồng lò

- Thiết bị nghiêng lò

- Thiết bị năng hạ điện cực

- Thiết bị điện: máy biến áp, mạng điện…

4.2 Nguyên lý hoạt động cơ bản của lò hồ quang:

- Lò hồ quang sử dụng nguồn nhiệt là ngọn lửa hồ quang sinh ra giữa điện cực và kim loại nấu

- Khi nấu, điện cực được cấp điện và hạ xuống chạm vào mặt kim loại gây ngắn mạch, cường độ dòng điện tăng cao

- Sau đó nâng điện cực lên cách bề mặt kim loại nấu một khoảng cách nhất định Cường độ dòng điện cao sẻ làm phát sinh ngọn lửa hồ quang giữa điện cực và kim loại nấu, gọi là hồquang trực tiếp

- Nhiệt độ ngọn lửa hồ quang rất cao và tập trung nên lượng nhiệt truyền cho kim loại là rất lớn và chủ yếu là truyền nhiệt bức xạ

- Khi kim loại chảy lỏng,khoảng cách giữa điện cực và kim loại được điều chỉnh thích hợp

để ngọn lửa hồ quang cháy ổn định

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN THỂ NỒI LÒ VÀ THIẾT

KẾ LÒ

1.1.1 Hình dạng nồi lò:

Hình 1: Hình dạng và kích thước không gian lò hồ quang

Hình dạng tối ưu của lò là hình nón cụt và một phần đáy hình chỏm cầu, góc nghiêng củaphân côn là 45° so với phương ngang tạo điều kiện thuận lợi cho việc vá lò và giúp cho nồi lògiữ nguyên được hình dạng trong quá trình nấu luyện.Với hình dạng này thì bảo đảm cho kimloại nóng chảy nhanh vì kim loại lỏng được tích lại trong phần chỏm cầu

Thể tích kim loại lỏng trong nồi lò:

Vkl = V0 * gkl = 0,145 * 20 = 2,90 (m3)

Với V0 là thể tích riêng của kim loại lỏng ( thép có V0 = 0,145 m3/tấn)

Thể tích xỉ là:

H H

h h

D D d

450

60

Vxỉ = V0xỉ * gxỉ

Với V0xỉ là thể tích riêng của xỉ ( 0,33 m3/tấn)

Nếu dùng gang thì lượng xỉ phụ thuộc vào trọng lượng gang (gang : 15->20%/mẻ, xỉ:

9->10%).Để an toàn ta tính lượng xỉ lớn nhất vào giai đoạn oxy hóa:

Ta xác định kích thước nồi lò trên cơ sở chọn 1 kích thước làm chuẩn là tổng chiều sâu nồi lò

1.1.3 Các kích thước của không gian nấu chảy:

Để xỉ không tiếp xúc làm hỏng lớp gạch xây của tường lò, chân tường lò phải cao hơn mức cửanạp liệu từ 100-200 mm ( ta chọn 100 mm)

Đường kính của không gian nấu chảy là:

Dkg = D + 2* 100 = 3250 + 200 = 3450 mm

Khi xác định chiều cao không gian nấu chảy H 1 từ ngưỡng cửa liệu đến chân nắp lò cần chú ýcác điểm sau: H1 mà tăng thì tuổi thọ nắp lò tăng theo do xa ngọn lửa hồ quang, đồng thời nấuluyện được liệu nhẹ, người ta thường cho nắp lò xa bề mặt kim loại vì sẽ giảm được thời giandừng lò để tu sửa và cải thiện được một số chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật Nhưng nếu tăng quá thì mấtnhiệt tăng Do đó thường chọn H 1 = ( 0,4 – 0,44) * D kg

Đối với lò trung bình và lớn ta chọn : H1 = 0,4 * Dkg = 0,4 * 3450 = 1380 mm

Chiều cao của nắp lò : h3 = 0,125 *Dkg = 0,125 * 3450 = 431,3 mm

Chiều cao tính từ mặt kim loại đến nắp lò là : H2 = H1 + h3 = 1380 + 431,3 = 1811,3 mm

Chiều dày của đáy lò từ 10-40 tấn : δđáy lò = 650 mm

Khi có đặt máy khấy trộn điện từ chiều dày lò giảm 10-15% để stato của máy gần kim loại lỏnghơn làm gia tăng hiệu quả trộn

Chiều rộng cửa lò: a=0,3 D1 (mm)

Nồi lò Chiều cao nồi lò H 650 mm

Chiều cao phần chỏm cầu h1 h1=0,2H 130 mmChiều cao phần nón h2 h2=0,8H 520 mm

Đường kính phần chỏm cầu

d d = D – 2 * h2 = 2 * r 2210 mm

Bán kính phần chỏm cầu r 1

1, 72

Tường lò Đường kính của không

gian nấu chảy

Xác định độ dài đáy,

tường nắp lò

Độ dày tường lò tuong 450- 550 500 mm

Đường kính của

T DT = Dkg + 2*δ 4450 mmĐường kính ngoài của

Sau khi sử dụng lò để nấu luyện thì dung tích lò sẽ tăng lên khoảng 3040% nên có thể nấu quá từ

ta làm vành đai kim loại bao quanh chân vòm nắp Tùy theo dung lượng lò tấn/mẻ mà người ta xây đầm, dùng các loại gạch khác nhau, các lớp gạch khác nhau và có độ dày phù hợp

Chất lượng thể xây lò ảnh hưởng lớn đến năng suất và chất lượng thép, tránh được những sự cốđáng tiếc, nguy hiểm có thể xảy ra

Yêu cầu của thể xây lò:

Độ bền của lớp lót ảnh hưởng đáng kể đến năng suất lò và chất lượng thép nấu luyện Các phần chủ yếu của lớp lót bao gồm đáy, tường và nắp lò

Yêu cầu của lớp lót:

- Chịu nhiệt độ rất lớn (gần 1700°C) nên vật liệu làm lớp lót phải có độ chịu nhiệt cao(lànhiệt độ mà tại đó mẫu bắt đầu biến dạng do chính trong lượng bản thân)

- Vật liệu còn chịu ứng suất lớn nên phải có độ biến mềm dưới tác dụng tải trọng cao

- Độ dẫn nhiệt, dẫn điện thấp để giảm mất mát nhiệt và suất tiêu hao điện năng

 Vật liệu xây lò hồ quang

Gạch đinat: là loại vật liệu chịu lửa axit, nguyên liệu chủ yếu là đá thạch anh và hàm lượng SiO2

cao Nhiệt độ bắt đầu biến mềm là 1650°C, độ chịu nóng 1710-1720°C Thành phần hóa học :

93,2-95% 2,4-3% 0,80% 1,10-2,0% 0,75-1,10%

Gạch có độ bền cơ cao nhưng đến 600°C thì độ ổn định nhiệt của gạch đinat thấp nên nungchậm Nó không tác dụng với xỉ axit, tro nguyên liệu nhưng bị xỉ bazo bào mòn tường lò tạosilicat dễ nóng chảy Không bị co khi dùng, ở t>6000C dãn nở nhẹ làm vòm bền vững

Ứng dụng: làm nắp lò hồ quang axit

Manhêzit :

- Bột Manhezit: là vật liệu chịu lửa có tính bazo, có được bằng cách nung Manhezit tư nhiên.Thành phần hóa học:

Thành phần hạt nhỏ mịn dùng để vá đáy lò, đầm đáy lò và tường lò hồ quang bazo

- Gạch Manhezit: sản xuất từ Manhezit bột đã thiêu.Thành phần hóa học:

Tính chịu lửa từ 1790-1800°C, nhiệt độ bắt đầu biến mềm là 1500°C Gạch chịu được tác dụngcủa xỉ bazo nhưng bị xỉ axit bào mòn Gạch manhezit hay bị nứt vỡ khi nhiệt độ thay đổi thay đổiđột ngột, độ dẫn nhiệt lại cao nên không thể xây tường lò và nắp lò

Ứng dụng gạch manhezit: xây tường lò và đáy lò Cần chú ý không được tiếp xúc với gạchSamốt do tạo hợp chất 2MgO2Al2O3.5SiO2 dễ chảy (14250C)

Crom-Manhezit : là loại gạch trung tính, thành phần MgO (40-45%), Cr2O3 (20-30%) loại nàychịu được sự thay đổi đột ngột về nhiệt độ, dùng xây chân tường lò, chỗ tháo thép và xỉ, có thểxây nắp lò vì tính chịu nhiệt cao Độ chịu lửa >20000C

Ứng dụng: xây lớp ngăn cách giữa gạch đinat và manhezit ở nhiệt độ cao

Đôlômit: cũng là loại vật liệu chịu lửa có tính bazơ, trong tự nhiên nó ở dạng CaMg(CO2)2 Saukhi nung, thành phần đôlômit là:

Ứng dụng: xây tường,tu sửa đáy và chân tường

Samốt :là loại vật liệu chịu lửa trung tính, kiềm yếu Thành phần hóa học:

Các thể gạch xây: Để xây các thiết bị luyện thép, người ta sử dụng các thể gạch chịu lửa và cách

nhiệt sản xuất theo hình dạng và kích thước tiêu chuẩn hóa Một số thể gạch xây thông dụng nhưsau:

 Gạch thẳng: Dùng để xây tường thẳng, đáy lò hoặc phối hợp với gạch vát xây vòm vàtường cong, kích thước phổ biến là 230×113×65.

 Gạch vát nằm: Dùng để xây tường cong hoặc vòm lò có chiều dày mỏng, kích thước phổbiến là 230×113×65/55 hoặc 230×113×65/45

 Gạch vát đứng: Dùng để xây tường cong hoặc vòm lò có chiều dày lớn, kích thước phổbiến là 230×113×65/55 hoặc 230×113×65/45

 Gạch chân vòm: Dùng để xây chắn vòm cong, kích thước phổ biến là 230×113×65/55hoặc 230×113×135/56/37

 Gạch vòm treo: Dùng để xây vòm lò phẳng bằng móc treo, kích thước phổ biến là300×276×260/100/75/30

Gạch thẳng Gạch vát nằm Gạch vát đứng

Gạch chân vòm Gạch vòm cầu Gạch vòmKhi chọn gạch xây lò nên dùng các loại gạch tiêu chuẩn được chế tạo hàng loạt hoặc dễ kiếm

b Xây lò hồ quang bazo

Một số loại gạch chịu lửa được sử dụng để xây lò bazơ hiện nay:

Lò bazơ được sử dụng nhiều vì tạo điều kiện thuận lợi cho việc tạp chất như phốt pho, lưu huỳnh vàcác tạp phi kim khác…

Lò hồ quang bazơ xây lò thường được xây dụng bằng gạch manhêzit(MgO), manhêzit( Cr2O3-MgO), manhêzit-Crômit( MgO-Cr2O3), củng có khi dùng gạch Alumin cao( Al2O3)

Crôm-để xây lò Ngoài ra còn sử dụng gạch samốt A( Al2O3-SiO2) để cản nhiệt và giữ nhiệt

Gạch manhêzit được dùng để xây phần trên và phần đáy lò có thành phần:

Gạch manhêzit có độ chịu lửa cao từ 170018000C, nhiệt độ biến mềm 15000C và độ giản nhiệtcao, độ bền cao Nhưng loại gạch này lại có tính biến mềm kém hay bị nứt vở khi nhiệt độ thay đổiđột ngột Do đó, người ta không sử dụng gạch này để xây nắp lò và chân tường lò

Gạch Crôm-manhezit( Cr2O3-MgO) có thành phần hóa học:

Loại gạch này có độ chịu lửa cao, độ dẫn nhiệt tốt, chịu được nhiệt độ thay đổi đột ngột, nên thườngdùng để xây chân tường lò, chỗ tháo thép và đôi khi dùng để xây nắp lò Loại gạch này có tính chấttốt thường dùng để xây nắp lò

Thường dùng để xây lớp cản nhiệt ngoài cùng ở đáy,tường, máng rót thép và nồi rót thép

Xây lò hồ quang bazo:

Đáy lò:

- Đáy lò luôn phải tiếp xúc với kim loại lỏng và xỉ lỏng Do đó đáy lò cần phải đủ độ bền đểchống được va đập mạnh của quá trình chất liệu rắn từ trên xuống, cách nhiệt tốt, chịu lửacao,giữ nhiệt tốt, chịu được quá trình sôi thép lỏng, chống tẩm thực của xỉ lỏng Xây đáy lò-

lò điện hồ quang bazo cần xây đúng kỹ thuật và có độ dày phù hợp với dung lượng lò

- Độ dày của đáy là 650mm , được xây gồm 3 lớp: lớp làm việc trên cùng được đầm chặt vàthiêu kết thành 1 khối duy nhất, lớp gạch đệm ở giữa và dưới cùng là lớp cách nhiệt

- Vỏ thép đáy lò có đục những lỗ có đường kính 10-25mm để thoát khí trong quá trình thiêukết Trên lớp vỏ này người ta đổ 1 lớp bột điatômit dày 35mm và đầm nhẹ, tiếp theo ta látgạch samốt nhẹ 1 lớp 45mm và thêm 1 lớp samốt dày 45mm, giữa các khe hở các viên gạchđược điền đầy bằng gạch Sau đó xây lớp gạch manhêzit đầu tiên dày 45mm lát vuông gócvới hướng cũ để lấp kín các khe hở Tổng chiều dày của lớp gạch manhêzit là 360mm (gồm

3 lớp 45mm + 3 lớp 75mm), khe hở giữa các viên gạch được điền đầy bằng bột manhezitnhỏ mịn và giữa các lớp liền nhau các viên gạch được xây lệch nhau 1 góc 45° để bít kín cáckhe hở Trên cùng là lớp bột manhezit đầm dày 200mm, chất dính của lớp bột này là nhựathan, hắc ín nung tới 50-60°C, trước khi tạo lớp đầm đầu tiên nên nung nóng gạch manhezitbằng củi

Lớp gạch chịu lửa phân bố như sau :

- Xây phần dưới tường bằng gạch crom-nanhezit có độ bền cơ học cao,chịu lửa tốt vì phần nàythường xuyên chịu tác động của kim loại lỏng và xỉ lỏng

- Xây phần trên bằng gạch manhezit vì luôn chịu sự bức xạ nhiệt hồ quang

- Xây 2 lớp có độ dày tổng cộng 350mm , tường lò luôn được vát 10% ở phần trên tạo thuậnlợi cho việc chất liệu, tránh được cháy mòn do tia hồ quang phát ra

Tổng cộng độ dày của tường lò là 500mm

Nắp lò: làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao, áp suất lớn, là nơi tập trung lượng nhiệt quá lớn

(>1700°C), khói bụi nóng nhiều Do đó phải chọn loại gạch vừa có độ chịu nhiệt cao vừa bềnnhiệt, bền cơ học không bị vênh uốn cong trong quá trình nấu luyện hay thao tác nâng hạ quaynắp lò , đồng thời phải tiến hành xây đúng kỹ thuật, chắc chắn

Các bước xây nắp lò:

- Đặt vành nắp lò lên nền cát có độ vòm giống như độ cong của nắp lò

- Xác định chính xác của 3 lỗ điện cực , các tâm của lỗ tạo thành 1 tam giác đều ở chính giữakhung vành đai nắp lò.

- Xây 3 lỗ điện cực có đường kính 600mm trước, xây gân nắp lò , xây nắp lò từ ngoài vàotrong cứ xây xong 3-4 viên gạch thì lót 1 tấm tôn dày 1-1,5mm, các viên gạch được xây dựngđứng và chèn chặt các viên gạch xây có độ dày 250mm

- Xây xong đem đi nung sấy cẩn thận

Nắp lò được nâng lên và quay 1 góc 60° hay 120° để chất liệu vào lò Gạch để xây nắp lò là gạchmanhezit-cromit (65-70% MgO , 8-18% Cr2O3) Nắp lò còn có 2 lỗ nữa lỗ thổi và lỗ thoát khí

Biến áp lò là bộ phận quan trọng nhất để cung cấp điện cho lò hồ quang Từ nguồn sơ cấp 635kVchuyển sang cuộn thứ cấp hạ xuống còn 100220V Biến áp phải làm việc trong diều kiện nhiệt độcao và tải trong lớn( to=60700C), và quá tải lớn, thường hệ số tải 1,25150 Vì vậy cần phải tăngcường làm nguội máy biến áp bằng dầu, không khí hoặc bằng nước cưỡng bức Đặc cuôn dây sơcấp của máy biến áp có nhiều đầu dây tự do Do đó có khả năng thay đổi điện áp ra phù hợp với yêucầu nấu luyện

Điện cực lò hồ quang : lò hồ quang luyện thép sử dụng điện cực than, điên cưc grafic đê nấu luyệnthép, hiện nay người ta hay dùng chủ yếu là điện cực grafic Điện cực đóng vai trò quan trọng trongviệc dẫn điện và là nguồn phóng điện tử tạo ra nhiệt năng để cung cấp cho quá trình nấu luyện

3 Hàm lượng tro trong điện cực,% 57 0,200,30

Quá trình bazơ : cháy hao điện cực than 1315kg/tấn, điện cực grafic 610kg/tấn thép

Quá trình axit : cháy hao điện cực than 1012kg/tấn, điện cực grafic 45kg/tấn thép

Ngày nay do áp dụng các công nghệ hiện đại nên cháy hao điện cực là 1,22kg/tấn thép

Sự tiêu hao của điện cực được xác định do bốn yếu tố sau:

- Do oxy hóa bề mặt

- Do gãy điện cực hay vít nối

- Do hồ quang điện làm nhỏ vụn điện cực

- Do điện cực hòa tan vào xỉ khi nấu lò sôi

Tiêu hao điện cực phụ thuộc vào dung lượng của lò, chế độ nấu luyện, độ kín khít ở khe hở điện cực

và của lò

Kích thước điện cực phụ thuộc phụ thuộc vào dung lượng lò( tấn/ mẻ)

Bảng 1.9 chỉ tiêu kỹ thuật của điện cực grafic

Đường kính điện

cực ddc.mm

100 150 175 200 225 250 275 300 350 400

cho phép Ip.A

2400 4300 5600 6600 8200 11000 11500 12600 15800 18700

b.Vỏ lò:

Vỏ lò phải có đủ độ bền chịu được trọng lượng của kim loại và lớp lót, đồng thời nó phải chịu

được áp suất của lớp lót bị giãn nở khi nung nóng

Vỏ lò thường được hàn bằng thép tấm với chiều dày 25mm cho dung tích lò 20T có đường kính

vỏ lò là 4105,8mm ( chiều dày vỏ lò =1/200 đường kính vỏ lò)

Vỏ lò có dạng hình côn-trụ, góc nghiêng của hình côn là 6-23° và chiều cao của đoạn hình côn =

1/3-2/3 khoảng cách từ ngưỡng cửa lò đến chân nắp lò tạo thuận lợi cho việc vá lò và tăng tuổi

thọ của lò

Ngoài ra, vỏ lò còn có các gân tăng bền và có các vành đai để giữ nguyên hình dạng của vỏ lò

Vành đai phía trên làm thành dạng rãnh chứa cát để tạo độ khít khi đậy nắp lò

Vỏ đáy lò làm dạng hình chỏm cầu đảm bảo có độ bền tối đa và lớp lót có trọng lượng nhỏ nhất,

nó được làm bằng thép không có từ tính để có thể lắp đặt thiết bị khấy trộn bằng điện từ

b.Vòng ôm điện cực:

Các lỗ trống trên nắp lò đặt điện cực thường có đường kính lớn hơn đường kính của điện cực từ

40-50mm tránh làm hư hỏng điện cực khi nung nóng Nhưng khí lò sẽ thoát ra qua chỗ này gây

mất mát nhiệt, điện cực bị oxy hóa mạnh, mật độ dòng điện tăng lên dẫn đến điện cực bị gãy

Để tạo sự khít chặt giữa điện cực và nắp lò, ta sử dụng những vòng ôm điện cực Vòng ôm điện

cực có nhiều loại như : đặt đứng trên nắp lò, ống xoắn ruột gà, đối trọng

c.Bộ phận cặp điện cực:

Bộ phận cặp điện cực dùng để dẫn điện đến điện cực và giữ điện cực ở một độ cao nhất định Bộ

phận này bị nung nóng bởi khí nóng thoát ra từ khe hở ở điện cực nên nó phải bền và mất mát

nhiệt nhỏ nhất và phải giữ được điện cực không bị rơi xuống trong khi nấu luyện

Đầu cặp điện cực làm bằng thép, đồng thau hoặc đồng thanh.Phải cố gắng giảm điện trở tiếp xúc

giữa đầu cặp và điện cực nhằm giảm mất mát điện năng vì thế nó được làm bằng thép không từ

tính và được làm nguội bằng nước để giảm được sự oxy hóa và giãn nở vì nhiệt, giữ được tiếp

xúc chặt làm giảm điện trở tiếp xúc

d Bộ phận cơ khí nâng hạ điện cực:

Mỗi điện cực phải có bộ phận nâng hạ riêng Đối với lò lớn ta dùng thiết bị điều chỉnh bằng thủylực hay thiết bị bán dẫn tiristor silic điều chỉnh điện cực lên xuống.

Bộ phận nâng hạ điện cực có 2 trụ lồng vào nhau được dùng nhiều nhất hiện nay Trụ ngoài rỗngruột được gắn cố định vào vỏ lò, còn trụ trong được lồng vào trong trụ ngoài Trụ ngoài có gắnchặt 4 hoặc 8 puly bên trong có nhiệm vụ dẫn động trụ trong lên xuống theo hướng nhất định.Trụ trong gắn chặt xà ngang giữ điện cực, khi trụ trong di chuyển lên xuống thì kéo theo điệncực cũng lên xuống theo

Tốc độ nâng hạ điện cực phụ thuộc vào dung tích lò Đối với lò 20T :

Yêu cầu của bộ phận này là:

- Việc nghiêng lò phải êm, không va đập, có thể nghiêng 45° để rót kim loại vào thùng rót

và nghiêng 10-15° về phía cửa nạp liệu để tháo xỉ

- Điều khiển tốc độ nghiêng một cách dễ dàng

- Giảm bớt việc di chuyển thùng rót trong quá trình rót

- Đặt ở vị trí an toàn, không bị kim loại phun bắn

- Khi tháo xỉ thì cơ cấu không bị xỉ phun bắn

Ưu điểm:

- Nghiêng lò vững chắc

- Nghiêng lò êm, đều và tự động hoàn toàn

- Không ảnh hưởng đến khu vực làm việc của công nhân.

- Quay được lò có dung lượng lớn, khi nghiêng không làm lệch trọng tâm lò

Nhược điểm:

- Hay bị rơi xỉ, kim loại lỏng lên động cơ

- Thường xuyên bảo đảm sạch sẽ và khô ráo ở dưới khu vực đặt bộ phận cơ khí nghiêng lòthì nó mới có thể hoạt động tốt

- Trước khi lò chạy phải có người kiểm tra điện cẩn thận

- Khoảng không gian được sử dụng tốt hơn, sử dụng được 100% thể tích lò

Tùy theo phương pháp mở lò ta chia các lò nạp liệu thành 3 loại:

- Nắp có thể nâng lên cách lò 250-300mm và có thể quay sang bên 1 góc 80-90° để mởbuồng lò ra Loại này được dùng rộng rãi nhất

- Nắp lò được treo bằng dây xích vào 1 giá đỡ phía trên Khi cần nạp liệu thì nắp lò đượcnâng lên và giá đỡ sẽ mang nắp lò di chuyển về phía máng rót

- Nắp lò được treo trên giá đỡ, khi nạp liệu người ta nâng nắp lò lên và thân lò di chuyển

về phía cửa nạp liệu

Ngoài các bộ phận cơ khí nói trên, lò hồ quang còn có các bộ phận phụ khác như cơ cấu nângnắp lò, cơ cấu quay nắp lò, cơ cấu quay thân lò và bộ phận lọc sạch khí lò…

g Gầu rót kim loại:

Gầu rót hình trụ, cầu hoặc nón cụt rỗng, vỏ bằng thép, bên trong xây hoặc đắp bằng vật liệu chịulửa dùng để chứa, vận chuyển và rót kim loại lỏng vào khuôn đúc khi chế tạo các sản phẩm đúc

Có các kiểu: GR tay, GR miệng, GR đáy, GR kiểu ấm trà GR nhỏ có cán dài do một người điềukhiển Khi lượng kim loại lớn hơn, phải dùng GR hai người khiêng

h Thùng rót kim loại:

Trong trường hợp đúc vật đúc lớn, phải dùng tới thùng rót Vì lượng kim loại chứa trong thùngkhiển vô lăng để làm nghiêng thùng, nhờ vậy kim loại lỏng sẽ chảy ra dễ dàng

Một thùng rót có thể rót cho nhiều khuôn Khi rót xong một khuôn, thùng rót được chuyển sang

vị trí rót mới nhờ những con lăn trượt trên ray treo Vỏ GR và thùng rót được làm bằng tôn, phíatrong có trát vật liệu chịu lửa (GR) hoặc gạch chịu lửa (thùng rót)

Để bảo vệ an toàn cho người thợ rót, khi rót phải đeo găng tay bằng amiăng, mắt có đeo kínhmàu bảo hộ và chân phải đi giày đề phòng có nước gang (hoặc thép, vật liệu kim loại khác, )bắn toé vào người

CHƯƠNG 2: CHUẨN BỊ LÒ VÀ TÍNH TOÁN PHỐI

LIỆU NẤU THÉP

2.1 CHUẨN BỊ LÒ.

Trong quá trình nấu luyện thì lớp lót của lò bị ăn mòn bởi xỉ lỏng và kim loại lỏng ở nhiệt độ vàhoạt tính cao, đáy lò bị phá hỏng khi nạp liệu cục lớn hay bị quá nung do điện cực quá gần đáy.

Vì vậy trước khi nấu luyện cần phải làm sạch lò và vá lò cẩn thận.Phương pháp vá lò là bằng tay(vá thủ công) được ứng dụng với các lò nhỏ, hoặc vá lò bằng máy được ứng dụng với các lò lớn

Yêu cầu và nguyên tắc khi vá lò:

- Cạo sạch xỉ và thép còn đọng lại trong lò Nếu xỉ trộn lẫn với vật liệu vá lò sẽ giảm độchịu lửa của đáy lò, đáy lò bị nóng làm giảm dung lượng lò, giảm năng suất lò Kim loạicòn lại trong lò sẽ khó khống chế thành phần của mẻ nấu kế tiếp, kim loại nóng chảy sẽlàm bong lớp lót, hàm lượng manhezit trong xỉ sẽ tăng lên

- Khi lò hở thì kim loại và xỉ đông rắn rất nhanh nên phải làm sạch lò càng nhanh càng tốt,tranh thủ vá lò lúc nhiệt độ còn cao (700-900°C)

- Vá nhanh, đều, đúng chỗ, những nơi bị bào mòn sâu thì vừa vá vừa nện chặt Lớp vákhông được dày quá, tối đa là 30mm

- Chú ý vá lỗ ra thép và tháo xỉ

- Sau khi vá xong, dùng sẻn san bằng lớp vá, làm cho đáy lò có hình dáng như cũ

- Sau khi vá xong thì chất liệu ngay tranh thủ nhiệt độ còn cao

Đối với lò lớn, ta dùng máy khí nén, đĩa quay để nén các vật liệu vá lò vào chỗ cần vá Lò được

mở nắp, hạ bunke chứa vật liệu vá lò vào lòng lò, đáy bunke có 1 đĩa quay, vật liệu vá lò rơixuống đĩa và được ném vào tường bên của lò

2.2 TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU NẤU THÉP TRONG LÒ HỒ QUANG DUNG LƯỢNG 20 TẤN

2.2.1 Chọn phương pháp nấu luyện:

Chọn mác thép nấu luyện: ШX15 SẢNX15 mẻ nấu 20tấn.

Nguyên liệu: thép vụn 40Cr và gang Ngoài ra còn có fero mangan, fero silic, than cốc, quặng sắt

và một số phế liệu khác

 Chọn phương án nấu luyện:

Có hai phương pháp nấu luyện thép trong lò hồ quang:

- Luyện thép có giai đoạn sôi

- Luyện thép không có giai đoạn sôi

Đặc điểm của hai phương pháp:

+ Phương pháp nấu luyện có giai đoạn sôi:

Sử dụng cho mẻ liệu có thành phần cacbon thay đổi, hàm lượng P,S không đòi hỏi khắt khe

Trong giai đoạn oxy hóa kim loại sôi mãnh liệt và lâu, do đó thành phần của kim loại được đồngđều, khử được nhiều tạp chất như hydro, nitơ và oxít phi kim loại.

Hạ thấp hàm lượng cacbon theo ý muốn, hàm lượng P có thẻ giảm đến 70-80%

 Tuy nhiên phương pháp này cũng có một số nhược điểm:

- Kéo dài thời gian nấu luyện làm cho năng suất lò thấp

- Tiêu tốn điện năng và cháy hao các nguyên tố hợp kim là khá nhiều

- Tổn hao điện cực rất lớn

Phương pháp nấu luyện có giai đoạn sôi ngày càng được ứng dụng ngày càng phổ biến Do đáp ứngđược nhiều yêu cầu kỹ thuật như : sản lượng lớn, chất lượng thép tốt, sử dụng được nhiều loại liệukhác nhau

+ Phương pháp nấu liệu không có giai đoạn sôi:

Hay còn gọi là phương pháp nấu lại, thực chất của phương pháp này là tận dụng nguồn phế phẩmthép, thép hợp kim để nấu luyện các loại thép hợp kim như thép không rỉ, thép chịu nhiệt,… Tậndụng các nguyên tố hợp kim như V, Si, Ni, Cr, W, Mo,… có sẵn trong phế liệu, hạ giá thành thép

và đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật,

Phế liệu dùng để luyện thép phải đảm bảo thành phần, đặc biệt là P,S cho từng loại mác thép nấuluyện

Liệu cần được làm sạch, tẩy sạch các oxít, rỉ sét, dầu mở, sấy khô

Phương pháp nấu lại có các ưu điểm như:

- Rút ngắn thời gian nấu luyện, trong thời kỳ oxy hóa có thể giảm từ 20-60 phút, thời kỳ hoànnguyên giảm 20-30 phút

- Áp dụng phương pháp này có thể giảm chi phí điện nằng 12-15%,năng suất lò tăng 15-20%

- Giảm bớt các chất oxy hóa chất tạo xỉ, điện cực gạch chiệu nhiệt, nhất là giảm sự bay hơicác nguyên tố hợp kim

- Tận dụng các nguyên tố hợp kim trong phế liệu

- Tăng tuổi thọ lò, thời gian phục vụ của lò, nắp và đáy lò tăng 10% so với lò nấu có thời kỳsôi

 Nhược điểm của phương pháp:

- Phối liệu có thành phần khắt khe, yêu cầu trong liệu có thành phần P, S thấp

- Vì không có giai đoạn sôi nên thành phần và nhiệt độ thép không đồng đều, hạn chế quátrình khử tạp phi kim, các chất khí có hại như nitơ, hydro,…

 Ta chọn phương án nấu luyện liệu là thép và gang phế liệu trong quá trình nấu có gia đoạn oxy hóa và hoàn nguyện

1,05 0,4 0,37 0,025 1,65Trong quá trình tính toán lấy giá trị trung bình để dể tính toán.

Thành phần của nguyên liệu:

-2.2.3.Tính toán phối liệu chính:

Gọi x là % của thép 40Cr trong mẻ liệu

y là % của gang trong mẻ liệu

Ta tính lượng phối liệu dựa vào %C trong nguyên liệu và mác thép cần nấu

%Ctính toán = %Cmác thép + (0.3 ÷ 0.4) = 1,0 + 0,35 = 1,35%

Ta có hệ phương trình:

{ x+ y=100 ¿ ¿ ¿ ¿

Giải hệ phương trình ta được : x = 72,86%; y = 27,14%.

Khối lượng mẻ liệu là 20 tấn

Vậy khối lượng thép 40Cr là : mt = 72,86% 20 = 14,57 (tấn).

Khối lượng gang là : m g = 27,14% 20 = 5,43(tấn).

 Xác định thời lượng từng thời kỳ :

Quá trình nấu luyện gồm ba thời kỳ chính :

- Thời kỳ nấu chảy : chiếm thời gian 105 phút

- Thời kỳ oxy hóa : chiếm 45 phút

- Thời kỳ hoàn nguyên : chiếm 30 phút

- Tổng lượng thời gian của một mẻ nấu :3 giờ

 Tính cháy hao các nguyên tố qua các thời kỳ :nấu chảy, oxy hóa hoàn

nguyên.

Nguyên liệu Thời kỳ nấu chảy

(%) Thời kỳ oxy hóa (%) Thời kỳ hoàn nguyên (%)

2.2.4 Tính toán cháy hao :

 Fe : tổng lượng Fe cháy hao trong thời các thời kỳ nấu chảy, oxy hóa và hoàn nguyện :Thành phần Fe trong liệu bang đầu :

Lượng Fe bị cháy hao :

20- 17,75=2,25(tấn) tương đương với 11,25% bị cháy hao

 Cacbon :

Thành phần cacbon trong liệu :

%C=1,35%

Thành phần cacbon qua các thời kỳ :

- Thời kì nấu chảy : %C=1,35-1,3517,5%=1,11%

- Thời kì oxy hóa : %C=1,11-1,111,75%=1,09%.

- Thời kì hoàn nguyên : %C=1,09-1,095%=1,04%

Lượng cacbon đạt yêu cầu trong thép 0,95% -1,05%

Lượng cacbon sau giai đoạn oxy hóa cần thiết là :

%C=1,04%

 thành phần C đạt yêu cầu của mác thép ШX15 SẢNX15

 Mn :

Thành phần Mn trong liệu:

- Thời kì nấu chảy : %Mn = 0,74 – 0,7460% = 0,30%

- Thời kì oxy hóa : %Mn = 0,30 – 0,3012,5% = 0,26%< %Mnmác = 0,30%

- Thời kỳ nấu chảy : %Si=0,41-0,410,63=0,15%.

- Thời kỳ oxy hóa : %Si=0,15-0,150,9=0,015%

- Thời kỳ hoàn nguyên : %Si=0,015-0,01517,5%=0,012%

- Thời kỳ nấu chảy: %P=0,08-0,0855%=0,04%

- Thời kỳ oxy hóa : %P=0,04-0,0435%=0,03% > Pmác < 0,025%

 thành phần P lớn hơn yêu cầu của mác thép ШX15 SẢNX15 nên cần tăng cường khử P xuống

thấp hơn

 S :

Thành phần S trong liệu :

- Thời kỳ nấu chảy: %Si=0,04-0,040=0,04%

- Thời kỳ oxy hóa : %Si=0,04-0,0417,5%=0,03%

- Thời ky hoàn nguyên : %Si=0,03-0,0377,5%=0,007% <0,025%

 Thành phần S đạt yêu cầu của mác thép ШX15 SẢNX15 nên không cần thêm các biện pháp

khử S nếu không cần thiết

Tuy nhiên nếu có điều kiện chúng ta nên áp dụng các biện pháp để khử gần triệt để P và

S, nâng cao chất lượng thép giúp xây dụng thương hiệu cho công ty

- Thời kỳ nấu chảy: %C=1,35 -1,35*17,5%= 1,11%

- Thời kỳ oxy hóa: %C cháy hao trong một giờ= 1,11* 1,75%=0,02%

- Để giảm lượng C tới mức yêu cầu mác thép ta cần thổi oxy trong 5,5 giờ (cháy hao1,5-2%/giờ)

2.3 TÍNH TOÁN LƯỢNG XỈ TRONG MẺ:

Một trong những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình công nghệ, thời gian nấu và chất lượng mẻ nấu

là chế độ xỉ Việc đảm bảo chế độ xỉ tối ưu bắt đầu bằng sự thiết lập các giá trị tối ưu của cácthông số cơ bản như độ bazo (B ), khối lượng xỉ, độ sệt của xỉ , hoạt độ của xỉ, và đồng thờiphải đảm bảo mức khử P,S và tạp chất tới mức tối thiểu

2.3.1 Các chất tạo xỉ bazơ:

- Trong luyện thép người ta thường dùng các trợ dung tạo xỉ kiềm tính như vôi và đá vôi(CaCO3, CaO), huỳnh thạch ( CaF2), đôlômit (CaMg(CO3) ), : chất tạo xỉ trung tính như samốt(Al2O3 và SiO2) và 1 lượng chất tạo xỉ tính axit (cát thạch anh) để điều chỉnh tính chất xỉ

- Oxy hay quặng sắt (hay vảy Fe sinh ra trong cán, rèn) dùng để oxy hóa các nguyên tố S, P, Si,Mn,

- Chất khử oxy là CaC2, fero silic, fero mangan, Si-Mn, Al, và 1 số nguyên tố đất hiếm

Samot 62 2 35 0,7 0,3 - - - Quặng

-2.3.2 Tính toán khối lượng xỉ:

Thành phần bay hơi và vào xỉ của các nguyên tố:

a Thời kỳ nấu chảy:

Bảng thăng bằng các nguyên tố ở giai đoạn nấu chảy:

Nguyên tố

Lượng trong kim loại lỏng (kg)

Lượng cháy hao (kg)

Lượng vào xỉ (kg)

Lượng mất do bay hơi (kg)

Lượng còn lại

b Thời kỳ oxy hoá:

Trong giai đoạn oxy hóa , với tốc độ khử 0,08%C/ phút, ta thổi oxy trong 6phút

==> %C cònlại = 0,85 – (0,08.6) = 0,37%.

Bảng thăng bằng các nguyên tố ở giai đoạn oxy hóa:

Nguyên tố

Lượng trong kim loại lỏng (kg)

Lượng cháy hao (kg)

Lượng vào xỉ (kg)

Lượng mất do bay hơi (kg)

c Thời kỳ hoàn nguyên:

- Khối lượng Ferosilic thêm vào khử oxy, hiệu suất thu hồi 90%:

mFeSi 75= 20000 (0,27−0,135)

100.0,75.0,9 = 40,0(kg).

- Khối lượng Feromangan thêm vào khử oxy, hiệu suất thu hồi 90%: