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鋼水量校核及碳鋼、低合金鋼的合金加入量計(jì)算
A 鋼水量校核
實(shí)際生產(chǎn)中，由于計(jì)量不準(zhǔn)，爐料質(zhì)量波動(dòng)大或操作的因素（如吹氧鐵損、大沸騰跑鋼、加鐵礦等），會(huì)出現(xiàn)鋼液的實(shí)際重量與計(jì)劃重量不符，給化學(xué)成分的控制及鋼的澆鑄造成困難。因此，校核鋼液的實(shí)際重量是正確計(jì)算合金加入量的基礎(chǔ)。
首先找一個(gè)在合金鋼中收得率比較穩(wěn)定的元素，根據(jù)其分析增量和計(jì)算增量來校對鋼液量。計(jì)算公式為：
PΔM＝PoΔMo 或 P＝Po （9－3）
式中：P為鋼液的實(shí)際重量，Kg； Po為原計(jì)劃的鋼液質(zhì)量，Kg；ΔM為取樣分析校核的元素增量，％；ΔMo為按Po計(jì)算校核的元素增量，％。
公式中用鎳和鉬作為校核元素最為準(zhǔn)確，對于不含鎳和鉬的鋼液，也可以用錳元素來校核還原期鋼水重量，因?yàn)殄i受冶煉溫度及鋼中氧、硫含量的影響較大，所以在氧化過程中或還原初期用錳校核的準(zhǔn)確性較差。氧化期鋼液的重量校核主要憑經(jīng)驗(yàn)。
例如：原計(jì)劃鋼液質(zhì)量為30t，加鉬前鉬的含量為0.12％，加鉬后計(jì)算鉬的含量為0.26％，實(shí)際分析為0.25％。求鋼液的實(shí)際質(zhì)量？
解：P＝30000×（0.26－0.12）％/（0.25－0.12）％＝32307（Kg）
由本例可以看出，鋼中鉬的含量僅差0.10％，鋼液的實(shí)際質(zhì)量就與原計(jì)劃質(zhì)量相差2300Kg。然而化學(xué)分析往往出現(xiàn)±（0.01％～0.03％）的偏差，這對準(zhǔn)確校核鋼液質(zhì)量帶來困難。因此，式9－3只適用于理論上的計(jì)算。而實(shí)際生產(chǎn)中鋼液質(zhì)量的校核一般采用下式計(jì)算：
P＝GC/ΔM （9－4）
式中：P為鋼液的實(shí)際重量，Kg；G為校核元素鐵合金補(bǔ)加量，Kg；C為校核元素鐵合金成分，％；ΔM為取樣分析校核元素的增量，％。
例如：往爐中加入鉬鐵15Kg，鋼液中的鉬含量由0.2％增到0.25％。已知鉬鐵中鉬的成分為60％。求爐中鋼液的實(shí)際質(zhì)量？
解：P=（15×60％）/（0.25－0.20）％＝18000（Kg）
例如：冶煉20CrNiA鋼，因電子稱臨時(shí)出故障，裝入的鋼鐵料沒有稱量，由裝料工估算裝料。試求爐中鋼液質(zhì)量？
解：往爐中加入鎳板100Kg，鋼液中的鎳含量由0.90％增加1.20％，已知鎳板成分為99％，則：
P＝（100×99％）/（1.20－0.90）％＝33000（Kg）
例如：電爐煉鋼計(jì)劃鋼液量為50000Kg，還原期加錳鐵前，鋼液含錳0.25％，加錳鐵后，計(jì)算含錳量為0.50％，實(shí)際分析含錳為0.45％，求實(shí)際鋼液質(zhì)量？
解： P＝50000×（0.5－0.25）％/（0.45－0.25）％＝62500（Kg）
B 碳鋼、低合金鋼的合金加入量計(jì)算
設(shè)已知鋼水質(zhì)量為P公斤，合金加入量為G公斤，合金成分為c％，合金收得率為η％，爐內(nèi)鋼水分析成分為b％，則合金加入后的成分a％可用下式表示：
a＝（Pb＋Gcη）/P＋Gη
由上式可得：
G＝[P（a－b）]/[（c－a）η]
碳鋼、低合金鋼由于合金元素含量低，合金加入量少，合金用量對鋼液總質(zhì)量的影響可以忽略不計(jì)。合金加入量一般采用下式近似計(jì)算：
G＝[P（a－b）]/（cη）
式中：G為合金加入量，Kg； P為鋼液質(zhì)量，Kg；a為合金元素控制成分，％； b為爐內(nèi)元素分析成分，％；c為鐵合金中的元素成分，％；η為合金元素的收得率，％。
例如1:冶煉38CrMoAI鋼,已知鋼水量20噸,爐中殘余鋁為0.05%,鋁錠成分98%,鋁的收得率75%,要求成品鋁0.95%,需加多少鋁錠?
解:鋁錠加入量:
G＝[20000×（0.95－0.05）％]/（98％×75％）＝244.9（Kg）
例如2：冶煉45鋼，出鋼量為25800Kg，爐內(nèi)分析錳為0.15％，要求將錳配到0.65％，求需要加入多少含錳為68％的錳鐵（錳的收得率按98％計(jì)算）？
解：錳鐵加入量：
G＝[25800×（0.65－0.15）％]/（68％×98％）＝193.6（Kg）
驗(yàn)算：[Mn]＝（25800×0.15％＋193.6×68％×98％）/（25800＋193.6）×100％＝0.65％
例如3：電弧爐氧化法冶煉20CrMnTi鋼，爐料裝入料為18.8t，爐料綜合收得率為97％，有關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)如下，計(jì)算錳鐵、鉻鐵、鈦鐵、硅鐵的加入量？
元素名稱 Mn Si Cr Ti
控制成分/％ 0.95 0.27 1.15 0.07
分析成分/％ 0.60 0.10 0.50
合金成分/％ 65 75 68 30
元素收得率/％ 95 95 95 60
解：爐內(nèi)鋼水量：P＝18800×97％＝18236（Kg）
合金加入量：
GFe－Mn＝[18236×（0.95－0.60）％]/（65％×95％）＝103（Kg）
GFe－Si＝[18236×（0.27－0.10）％]/（75％×95％）＝44（Kg）
GFe－Cr＝[18236×（1.15－0.50）％]/（68％×95％）＝183（Kg）
GFe－Ti＝[18236×0.07％]/（30％×60％）＝71（Kg）
驗(yàn)算：
鋼水總量P＝18236＋103＋44＋183＋71＝18637（Kg）
[Mn]＝（18236×0.60％＋103×65％×95％）/18637×100％＝0.93％
[Si]＝（18236×0.10％＋44×75％×95％）/18637×100％＝0.27％
[Cr]＝（18236×0.5％＋183×68％×95％）/18637×100％＝1.12％
[Ti]＝（71×30％×60％）/18637×100％＝0.07％
由上兩例的計(jì)算結(jié)果可以看出，當(dāng)鋼中加入的合金量不大時(shí)，計(jì)算結(jié)果與預(yù)定的成分控制相符，如果合金加入量大時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏差。
實(shí)際生產(chǎn)中，往往使用高碳鐵合金調(diào)整鋼液成分，通常要首先計(jì)算鋼水增碳量，然后再計(jì)算元素增加量。方法步驟如下：
第一步：根據(jù)允許增碳量來計(jì)算加入合金量：
G＝PΔC/CG
式中：G為鐵合金加入量，Kg； P為鋼水量，Kg；ΔC為增碳量，％；CG為鐵合金含碳量，％。
第二步：根據(jù)第一步計(jì)算出的鐵合金加入量，計(jì)算出合金元素成分的增量：ΔM＝GCη/P
式中：G為鐵合金加入量，Kg；P為鋼水量，Kg；ΔM為合金元素的增量，％；C為鐵合金中元素成分，％；η為合金元素成分的收得率，％。
第三步：根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，如果元素含量仍低，則需用中、低碳合金補(bǔ)加；如果元素含量超過，說明鐵合金加入過多，應(yīng)按G＝[P（a－b）]/（cη）計(jì)算。
例如4：冶煉45鋼，鋼水量50t，吹氧結(jié)束終點(diǎn)碳為0.39％，錳為0.05％，現(xiàn)用含錳68％、含碳7.0％的高碳錳鐵調(diào)整，錳元素收得率為97％，試進(jìn)行計(jì)算？
解：需增碳0.06％，計(jì)算出高碳錳鐵加入量：
GFe－Mn＝（50000×0.06％）/7.0％＝428.6（Kg）
計(jì)算錳元素的增量：
ΔMn＝（428.6×68％×97％）/（50000＋428.6）×100％＝0.56％
根據(jù)計(jì)算含錳量為（0.56＋0.05）％＝0.61％，45鋼中錳的標(biāo)準(zhǔn)成分為0.50％～0.80％，所以符合要求。
9.5.2.2 單元高合金鋼合金加入量計(jì)算
高合金鋼由于合金元素含量較高，控制元素成分需要補(bǔ)加較多的合金量，這對鋼液的總重量有很大的影響。即使有時(shí)合金用量雖然不大，但對元素的控制成分也有影響，所以高合金鋼的補(bǔ)加合金元素用公式G＝[P（a－b）]/[（c－a）η]計(jì)算。這里的高合金鋼是指單元合金元素含量大于3％或加上其它合金元素含量的總和大于3.5％的鋼種。www.hxfxy.com
例如5：返回吹氧法冶煉3Cr13鋼，已知裝料量25t，爐料的綜合收得率為96％，爐內(nèi)分析鉻的含量為8.5％，鉻的控制規(guī)格成分為13％，鉻鐵中鉻的成分為65％，鉻的收得率為95％。求鉻鐵補(bǔ)加量？
解：GFe－Si＝[25000×96％×（13－8.5）％]/[(65%－13％)×95％]＝2186（Kg）
驗(yàn)算：
[Cr]＝（25000×96％×8.5％＋2186×65％×95％）/（25000×96％＋2186×95％）×100％＝12.99％
這種方法也稱減本身法。由計(jì)算得出，鉻鐵的補(bǔ)加量為2186Kg，并通過驗(yàn)算，符合要求。
例6：返回吹氧法冶煉2Cr13鋼，已知鋼液重量為30t，爐中分析碳含量為0.15％，鉻含量為11.00％，要求碳控制在0.19％，鉻控制在13.00％。如果庫存鉻鐵只有高碳鉻鐵和低碳鉻鐵兩種，其中高碳鉻鐵的含碳為7.0％、含鉻為63％，低碳鉻鐵的含碳為0.50％、含鉻為67％，鉻的收得率都是95％。求這兩種鉻鐵各加多少？
解：設(shè)高碳鉻鐵的補(bǔ)加量為xKg，低碳鉻鐵的補(bǔ)加量為yKg。
碳達(dá)到控制成分的平衡為：
0.19％＝
鉻達(dá)到控制成分的平衡為：
13％＝
6.81x＋0.31y＝1200
整理二式得：
46.85x＋50.65y＝60000
解聯(lián)立方程得：x≈128；y≈1067
由計(jì)算可知，加入高碳鉻鐵128Kg，低碳鉻鐵1067Kg，可使鋼中含碳量達(dá)0.19％，鉻含量達(dá)13％。
這種計(jì)算方法又稱純含量計(jì)算法。
鋼種工藝表找相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)即可。
內(nèi)控是企業(yè)按照各鋼種的機(jī)械性能要求自行規(guī)定的，正常情況下按國標(biāo)控制即可。
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