Проведено комплексні дослідження поведінки газів, розчинених у металі. Виконано теоретичне узагальнення та запропоновано нові рішення наукових і практичних завдань, які є базовими для розробки оптимальних режимів позапічної обробки сталей рядового сортаменту газовими сумішами, що містять аргон і азот, здійснено аналіз процесу дегазації металу за умов його затвердівання. Одержано теоретичні дані про механізм легалізації металу та встановлено термодинамічні та кінетичні залежності поведінки азоту протягом усього циклу виробництва металу та показано, що у разі заміни аргону у продувному газі азотом поводження CO і водню у пузирях цього газу практично не змінюється. Вміст CO і водню у пузирях продувного газу не залежать від співвідношення в ньому аргону й азоту. Запропоновано та науково обгрунтовано вплив заміни частини аргону азотом у цьому газі, що призводить до перерозподілу величин і напрямку потоків азоту в метал у пузирі продувного газу. Частка азоту, що надходить з даного газу в метал за цього зростає у початковий момент часу, але збільшення швидкості переходу азоту в метал у пузирі CO і через поверхню зумовлює загальне зниження концентрації азоту в металі. Здійснено математичний опис процесів дегазації металу та вперше розроблено комплексну модель видалення розчинених газів за різних стадій позапічної обробки з використанням продувних сумішей різного складу. За результатами моделювання показано наявність оптимального співвідношення газів у продувній суміші. Співвідношення аргону й азоту визначається сортаментом сталі та залежить від початкового вмісту азоту у відповідній марці сталі та може становити 3+1, 2+1, що забезпечує одержання якісної безперервної заготовки. На підставі результатів теоретичних досліджень установлено, що за умов вакуумної обробки сталі з продувним аргоном та без нього, відхилення реакції зневуглецьовування за цих випадків не є рівноважним, але практично близькі один до одного. Реакції видалення водню й азоту, розчинених в металі, близькі до рівноваги, а реакція видалення кисню у пузирі CO відхилена від рівноваги приблизно в 40 разів, через поверхню - в 5 000 разів і в пузир аргону - в 400 разів, нерівноважний стан реакції зневуглецьовування забезпечує появу значних об'ємів пузирів CO що призводить до збільшення потоку азоту в пузир CO та його подальшого видалення з металу. Зроблено припущення щодо можливого механізму цього переходу. Виявлено, що за умов використання продувної суміші, що містить аргон і азот за співвідношення 2+1 за вакуумної обробки не відбувається негативний вплив насичення азотом металу, що призводить до зниження механічних властивостей, оскільки азот практично повністю переходить у пузир CO.

  Завантажити