Расчет количества и состава неметаллических включений

 

Определим количество неметаллических включений и их состав, исходя из условия раскисления стали с 0,12% С, 0,023% S и 0,014% Р последовательно FeMn, FeSi, Al и получением стали состава: 0,542 % Мn, 0,289% Si и 0,03 % А1.

Содержание кислорода в стали на выпуске из сталеплавильного агрегата определяем по уравнению:

a₀ = 0,00252 + 0.0032 / [С%].

Тогда при [С] = 0.12 % a₀ = 0.00252 + 0,0032 / 0,12= 0,029 % масс.

Для заданного химического состава стали

А. Определяем количество докрмоталлизационных неметаллических включений.

Раскисление марганцем.

Определяем количество кислорода, равновесное с 0,542 %  при Т_ликв = 1790,3⁰К:

 : = 0,0094

 % масс

Таким образом, присадка в сталь 0,1 %  приведет к связыванию следующего количества кислорода в процессе раскисления и охлаждения расплава до Т_ликв:

 = 0,029-0,017 = 0,012 % масс.

При этом образуется следующее количество неметаллических включений ( О):

 %масс.

Раскисление кремнием.

Определяем содержание кислорода, равновесное с 0,289 % Si при Т_ликв=1790,3⁰К:

,

 % масс

Следовательно, при Т_ликв=1790,3⁰ К, % масс, и  % масс, после внедрения в металл 0,289 % [Si] последовательно за 0,542 % [Мп] в неметаллические включения типа SiO₂ дополнительно будет связано кислорода: % масс и образуется докриеталлизационные неметаллические включения типа SiO₂:

% масс

Раскисление алюминием.

Определяем содержание кислорода, равновесное с 0,03 % Аl при Т_ликв = 1790,3⁰К:

, ;

при этом %масс, то есть при вводе алюминия металл будет глубоко раскислен, содержание кислорода при этом изменится так:

% масс, а количество докристаллизационных неметаллических включений типа Al₂O₃ составит:

% масс.

Рассчитаем общее количество и состав образующихся докристаллизационных неметаллических включений при условии, что процессы взаимодействия растворенного кислорода и элементов-раскислителей проходят последовательно с достижением состояния равновесия между кислородом и введенным элементом-раскислителем до ввода последующего раскислителя. Расчёт проводится на 1 т стали:

 (  + + ) 10= (0,053+0,027+0,009) 10=0,89 кг неметаллических включений на 1 т стали

Состав образовавшихся докристаллизационныч неметаллических включений следующий:

Б Определяем количество посткрнсталлизацпонных неметаллических включении.

Рассчитаем количество и состав количество посткрнсталлизацпонных неметаллических включении. При температуре ликвидус минимальный уровень концентрации кислорода определяется равновесием с 0,03% Al и составляет  % масс. В двухфазной области между Т_ликв и Т_сол изменение концентрации кислорода будет определяться разницей:

 

 

Рассчитаем значение  по уравнению

, ;

при этом %масс

В двухфазной области между Т_ликв и Т_сол изменение концентрации кислорода составит:

т.е. исключительно малую величину, находящуюся на пределе чувствительности измерения с помощью кислородных зондов и анализаторов на кислород типа "ЛЕКО". Количество посткристаллизационных неметаллических включений, состоящих только из Al₂O₃,составит:

% масс