Досліджено процес комплексної обробки рідкої сталі в установці ківш-піч з електродуговим нагрівом та індукційним перемішуванням. Наведено оцінки дії різних за величиною електричних струмів статора лінійного індукційного перемішувача за низької частоти магнітного поля та вакуумування на хімічний склад сталі.

Наведено результати досліджень з питань розробки та освоєння ресурсоощадних ковшових процесів доведення, глибокого рафінування, мікролегування та модифікування сталі, а також створення сучасного обладнання з метою їх промислової реалізації. Подано відомості про вплив комплексної позапічної обробки сталі на якість, хімічну неоднорідність, комплекс фізико-механічних і службових властивостей металопродукції масового та спеціального призначення. Показано техніко-економічну ефективність використання розроблених процесів під час виробництва стандартних сталей та освоєння сталей нового покоління.

Составлена модель перемешивания ковшовой ванны от действия падающей струи металла, выпускаемого из конвертера и мартеновской печи, а также при дополнительном действии продувки ванны инертным газом через шиберный затвор. Сопоставлены расчетные и экспериментальные данные.

Ключ. слова: сталь, внепечная обработка, ковш, порошковая проволока, трайб-аппарат, микролегирование, раскисление, неметаллические включения
Індекс рубрикатора НБУВ: К327.050.6-3

Рубрики:

Витримка і обробка сталі у ковші у сталеплавильному виробництві

Шифр НБУВ: Ж28347 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрены гидродинамические процессы, протекающие в приемной и раздаточной камерах промковша МНЛЗ, показано их влияние на перераспределение неметаллических включений. Определены условия, при которых создается возможность выноса неметаллических включений в шлаковую зону. Приведены результаты влияния снижения содержания неметаллических включений на пластические и механические свойства.

Рассмотрены пути снижения потребления ресурсов при реализации процессов ковшевой металлургии, отмечены критерии выбора оптимальных схем технологий внепечной обработки стали, позволяющих снизить удельные расходы огнеупоров, энергоносителей и трудовые затраты.

Рассмотрены технологические режимы внепечной обработки жидкой стали в установке ковш-печь с электродуговым нагревом и индукционным перемешиванием. Представлены электромагнитные параметры индукционного перемешивателя, позволяющие осуществлять требуемый технологический процесс.

Рассмотрен процесс комплексной обработки жидкой стали в установке ковш-печь. Приведены электромагнитные параметры системы электродугового нагрева и индукционного перемешивателя установки. Получены данные об измерении температуры жидкой стали в течение технологического процесса.

Описаны основные методы внепечной обработки стали (ВОС): продувки газами и порошкообразными материалами, вакуумирования. Рассмотрены теория и технология внепечной обработки, гидродинамики ванны, определены условия массопереноса. Предложены критерии выбора ВОС, охарактеризован процесс CONARCSS для производства коррозионностойкой стали. Определено влияние вредных примесей на качество стали. Освещены особенности обработки стали при пониженном давлении, нагрева и обработки металла в ковше, рафинирования стали жидкими шлаками в ковше, вдувания порошкообразных реагентов в расплав.

Розроблено математичну модель масообміну за умов вдування сілікокальцію в струмені аргону. Запропоновано методику розрахунку циркуляційного потоку металу в ковші, що враховує перемішування міхурами пар кальцію. Проаналізовано вплив технологічних факторів на ступінь засвоєння та ступінь використання кальцію. Розрахунковим шляхом установлено раціональні умови вдування сілікокальцію. Показано, що механізм масообміну, який базується на представленні про зустрічну дифузію кальцію і сірки в примежовому шарі, задовільно погоджується з експериментальними даними.

Разработана математическая модель массообмена в условиях вдувания силикокальция в струе аргона. Предложена методика расчета циркуляционного потока металла в ковше, учитывающая перемешивание пузырями паров кальция. Проанализировано влияние технологических факторов на степень усвоения и степень использования кальция. Расчетным путем установлены рациональные условия вдувания силикокальция. Показано, что механизм массообмена, основанный на представлении о встречной диффузии кальция и серы в пограничном слое, удовлетворительно согласуется с экспериментальными данными.

A mathematical model of mass transfer in the conditions of insufflations of silikocalcium in argon stream is developed. A method of computation of circulation stream of metal in scoop is offered, taking into account interfusion by bubbles of steams of calcium. Influence of technological factors on the degree of mastering and degree of use of calcium is analyzed. Rational terms of insufflations of silikocalcium by the computation way are sets. It is shown, that mechanism of mass transfer, based on the introducing of meeting diffusion of calcium and is sulphur in the boundary layer, satisfactorily comports with the experimental data. 47 calcium, low-alloyed steel, treatmrnt in ladle, powder insufflation, desulphurisation, bubble intermixing

Рассмотрены особенности термодинамики и кинетики процессов, которые протекают при раскислении и вакуумной обработке стали, обработке ее щелочноземельными металлами и продувке инертными газами. Описаны теоретические основы процессов восстановительного рафинирования стали от фосфора, серы и примесей цветных металлов, а также окислительного рафинирования чугуна от серы и фосфора при подготовке к сталеплавильному переделу.

Изложены теоретические основы технологии внепечной обработки металла порошковыми проволоками. Проанализированы основные термодинамические зависимости и кинетические факторы взаимодействия высокоактивных элементов наполнителя с компонентами расплава. Рассмотрены технологические и конструктивные параметры процесса обработки расплава с целью десульфурации чугуна и стали. Освещено влияние совершенствования технологии ввода проволоки на усвоение материалов и качество готовой продукции. Предложена методика оценки технико-экономической эффективности обработки чугуна и стали порошковыми проволоками.

Изложены теоретические основы и технологии получения стали на агрегатах ковш-печь. Рассмотрены конструктивные особенности агрегатов, основные принципы конструирования и технологические параметры во взаимосвязи с энергетическими режимами в процессе работы. Приведены результаты исследования на основе математического моделирования процессов гидродинамики и тепло-, массопереноса в ковшевой ванне, определена закономерность формирования рафинирующих шлаков. Обоснованы новые направления технологии использования порошковых проволок для производства стали.

Проведено зіставлення результатів обробки сталі кальцієм для умов введення в струмені інертного газу та порошкового дроту. У розрахунку на одиницю маси кальцію, що вводиться, показники ефективності обробки в 1,5 - 2 рази більше для введення порошковим дротом. Найбільш імовірним поясненням більш високої ефективності обробки сталі порошковим дротом є вплив на перемішування в ковші роботи розширення пузирів газу-носія. Проаналізовано розрахункову схему массообміну на границі розділу "пузирі пари кальцію - рідкий метал".

Проведено сопоставление результатов обработки стали кальцием для условий ввода в струе инертного газа и порошковой проволокой. В расчете на единицу массы вводимого кальция показатели эффективности обработки в 1,5 - 2 раза больше для ввода порошковой проволокой. Наиболее вероятным объяснением более высокой эффективности обработки стали порошковой проволокой является влияние на перемешивание в ковше работы расширения пузырей газа-носителя. Проанализирована расчетная схема массообмена на границе раздела"пузыри паров кальция - жидкий металл".

Comparison of results of processing by calcium for conditions of input in a inert gas jet and a powder wire is carried out. Counting upon a mass unit of entered calcium parameters of efficiency of processing in 1,5 ... 2 times are more for input by a powder wire. The most probable explanation of higher efficiency of processing became a powder wire is influence on stirring in a ladle of work of expansion the gas - carrier bubbles. The calculation scheme of mass transfer on " bubbles of calcium vapour - liquid metal " separating surface is analyzed

Изложены основы теории подобия и практические аспекты физического моделирования при разработке и проектировании оборудования для внепечной обработки и разливки стали. Рассмотрены общие вопросы теории математического моделирования и применения методов вычислительного эксперимента при изучении напряженно-деформированного и температурного состояний элементов металлургического оборудования. Приведены методики расчета оптимальных геометрических параметров устройств для отсечки конечного технологического шлака при выпуске жидкого металла из плавильных агрегатов, инжекционной обработки и разливки стали с применением защиты от вторичного окисления, а также ввода микролегирующих и модифицирующих добавок в металл, разливаемый в изложницы.

Освещен опыт применения ковшевой обработки расплавов порошковой и монолитной проволоками с химически активными элементами. Приведены результаты математического моделирования процессов растворения порошковой ленты при ее движении в неподвижном и движущемся металле. Проанализированы особенности раскисления стали порошковым и монолитным алюминий содержащим раскислителем и ферроалюминием. Уделено внимание вопросам рафинирования и модифицирования конструкционных и литейных сталей порошковой лентой с силикокальцием, а также литейного чугуна порошковой проволокой с силикокальцием, лентой с магний-кальциевой лигатурой, активированными шлаковыми и шлакометаллическими смесями.

Приведена общая характеристика технологий внепечного рафинирования стали от газов, раскрыты перспективы использования математического анализа при изучении технологических процессов. Изложены результаты исследования, разработаны математические модели, вычислительные алгоритмы и способы интенсификации массообменных процессов при внепечной дегазации стали воздействием вакуумом, продувкой инертным газом, электростатическим полем, порошковой проволокой. Разработаны энергосберегающие режимы технологии внепечного рафинирования стали от газов.

Выполнен анализ процессов внеагрегатной обработки металла ТШС. Установлено, что при совместной обработке стали кусковой и порошкообразной ТШС повышается степень использования рафинирующих свойств сформировавшегося шлака, при этом степень десульфурации составляет 40 - 60 %.

Изложены результаты теоретических разработок и промышленное внедрение безобжиговых стопорных трубок для продувки стали в ковше инертными газами на высокоуглеродистом вяжущем. Подробно описаны испытания трубок на металлургических заводах и их промышленное внедрение.

В кислородно-конвертерном цехе комбината освоена технология производства качественных марок стали с применением внепечной обработки металла в сталеразливочном ковше. Существующая технология обеспечивает получение в массовом количестве качественных марок стали, в т.ч. штрипсовых для производства магистральных трубопроводов с содержанием серы 0,003 % и механическими свойствами, превышающими требования стандартов в 1,5 раза.