Разработка и внедрение технологий выплавки и внепечной обработки рельсовой электростали

• Автор: Бойков, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1 Анализ состояния производства железнодорожных рельсов и

постановка задач исследования

1Л Особенности технологии выплавки рельсовой стали в электропечах и технологии внепечной обработки
1.2 Поведение газов в ходе сталеплавильного процесса и влияние их на потребительские свойства рельсов
1.2.1 Поведение кислорода при плавке и влияние его концентрации на неметаллические включения и свойства железнодорожных рельсов
1.3 Влияние химического состава рельсовой стали на физикомеханические свойства железнодорожных рельсов

Выводы к главе

Глава 2 Исследование закономерностей поведения кислорода и разработка технологии выплавки в дуговых электропечах рельсовой электростали
2.1 Существующая технология выплавки рельсовой стали
2.2 Методика определения содержания кислорода и водорода в стали
2.3 Методика исследования и испытания готовых рельсов
2.4 Исследование и разработка новых технологий выплавки в дуговых электропечах стали, предназначенной для производства железнодорожных рельсов
2.4.1 Технология выплавки рельсовой стали с повышенной долей
чугуна
2.4.2. Технология выплавки рельсовой стали с пониженным содержанием
углерода
Выводы к главе
Глава 3 Исследование закономерностей поведения кислорода и разработка технологии внепечной обработки рельсовой электростали

3.1 Существующая технология вненечной обработки и разливки рельсовой электростали
3.2 Разработка новых технологий внепечной обработки рельсовой стали
3.2.1 Технологии внепечной обработки стали на агрегате «ковш-печь»
3.2.1.1 Технология модифицирования рельсовой стали силикокальцием
3.2.1.2 Технология раскисления рельсовой стали карбидом кальция
3.2.2 Технологии внепечной обработки стали на вакууматоре
Выводы к главе
Глава 4 Разработка технологии производства новых марок рельсовой стали для производства железнодорожных рельсов с высокими
служебными свойствам
Выводы к главе
Заключение
Список литературы
Приложение

Введение
Актуальность работы
Выплавка рельсовой стали в дуговых электросталеплавильных печах с проведением внепечной обработки и разливки на машинах непрерывного литья заготовок позволяет значительно улучшить технико-экономические показатели производства железнодорожного проката. Однако изменение технологической схемы выплавки и внепечной обработки рельсовой стали, расширение ее сортамента и увеличение требований к эксплуатационным свойствам железнодорожных рельсов требуют проведения дополнительных исследований для определения рациональных параметров процесса. Поэтому разработка новых и совершенствование известных элементов технологии выплавки и внепечной обработки рельсовой электростали являются, несомненно, актуальными задачами.
Работа выполнена в соответствии с перечнем критических технологий Российской Федерации, раздел «Металлы и сплавы со специальными свойствами», утвержденным Президентом Российской Федерации 30.03.2002 г., и приоритетными направлениями развития науки, технологий и техники Российской Федерации, раздел «Производственные технологии», утвержденными Президентом РФ 30.03.2002 г.
Цель работы
Изучение, совершенствование и внедрение технологий выплавки в дуговых электросталеплавильных печах, внепечной обработки на агрегате «ковш-печь» и ва-кууматоре рельсовой электростали с высокими служебными свойствами.
Задачи исследования
1. Изучить и усовершенствовать технологии выплавки в дуговых электропечах и внепечной обработки стали, предназначенной для производства железнодорожных рельсов, соответствующих по качеству и служебным характеристикам лучшим образцам.
2. Разработать новые марки стали для производства железнодорожных рельсов с высокими эксплуатационными свойствами и технологии их производства.

ственную роль: наибольшие напряжения развиваются на поверхности крупного корунда А120з, напряжения, возникающие на границе включений тСаО • п8Ю2 и тСаО • А1203, меньше, чем у корунда и муллита ЗА1203 • 28Ю2 [86].
Существенное влияние на количественный и качественный состав неметаллических включений оказывает технология выплавки стали [89], в частности такие характеристики, как скорость обезуглероживания и количество выгоревшего углерода [90, 91, 92]. Особое значение отводится технологии раскисления рельсовой стали. На первом этапе раскисление рельсовой стали проводилось: в печи -присадкой ферромарганца (или силикомарганца), в ковше - присадкой ферросилиция и алюминия [93].
Однако эксплуатационная стойкость рельсов была крайне низкой, что потребовало поиска новых технологических решений раскисления, в ходе которых изучалось: влияние изменения расхода алюминия на уровень загрязненности стали строчечными включениями [3, 93, 94, 95, 96, 97], изменение количества и последовательности ввода раскислителей с целью изменения состава включений [93, 95, 28], возможность использования комплексных раскислителей на основе марганца, кремния, алюминия [20, 66, 98, 99, 100] для повышения качества стали, в том числе присадка их в расплавленном состоянии [101].
В последнее время широкое применение в процессе производства рельсовой стали получили комплексные раскислители и лигатуры, являющиеся сплавами двух или нескольких компонентов. Преимущества их применения определены существенным улучшением термодинамических условий раскисления, а также благоприятными кинетическими условиями зарождения, укрупнения и удаления неметаллических включений. Составными компонентами таких лигатур являются чаще всего кальций и магний, обладающие высокой раскислительной способностью (значительно выше, чем раскислительная способность алюминия) [98, 102]. При вводе силикокальция в сталь, раскисленную алюминием, включения глинозема преобразуются в легкоплавкие алюминаты кальция. Образующиеся жидкие алюминаты кальция легко удаляются из расплава. Проведенные опыты [103] позволили заключить, что технология раскисления рельсовой стали силикокальцием