Взаимодействие металлических расплавов с активной газовой фазой пограничной области разряда при плазменном нагреве

• Автор: Симонян, Лаура Михайловна
• Шифр специальности: 05.16.02, 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 304 с. : ил.

Москва г. ВВЕДЕНИЕ. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПЛАЗМЕННЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПРОЦЕСССОВ. Плазменная плавка в печах с керамическим тиглем при производстве сталей с особыми свойствами. Интенсификация процессов при традиционных способах выплавки стали. Пути развития плазменной металлургии. Экономические и экологические проблемы. АЗОТИРОВАНИЕ МЕТАЛЛОВ ПРИ ПЛАЗМЕННОЙ ПЛАВКЕ В АТМОСФЕРЕ РАЗЛИЧНЫХ ГАЗОВ. Абсорбция азота из плазмы. Влияние состава газа и металла на азотирование при плазменной плавке в печах с вольфрамовым катодом. Плазменное азотирование сталей XН и Р6М5. Роль активных частиц в поглощении азота и оценка их избыточной энергии. Отсутствие надежных данных о температуре металла и газовой фазы не позволяв свести многочисленные экспериментальные данные вместе для выработки приемлемой теории, объясняющей механизм процесса азотирования, и создает трудности в интерпретации результатов экспериментов и даже их сопоставлении. Экспериментальное изучение физикохимических процессов, протекающих в различных зонах расплава и определение их локальных характеристик, представляет определенные трудности.


Несмотря на эти меры, разброс в содержании азота Л при одних и тех же параметрах плавки был достаточно велик, что свидетельствует о том, что на процесс азотирования оказывают влияние и другие, не менее важные, факторы. Этот разброс частично отражен на рис. Был сделан вывод о том, что он связан с тем, что в качестве параметров процесса используются усредненные, обобщенные характеристики, тогда как изза малой протяженности пограничной зоны разряда и высоких градиентов температуры и химического потенциала газа на поверхности металла и в газовой фазе необходимо рассматривать локальные. Источниками примесей в газовой фазе могут быть остаточный кислород в камере печи, примеси в металле и аргоне. Косвенно на результаты экспериментов могут оказать влияние объем и площадь внутренней поверхности камеры, ее состояние, интенсивность охлаждения тигля, стабильность горения дуги и др. Например, в результате нагрева в процессе плавки стенок камеры печи может происходить десорбция адсорбированных на стенках газов влага, азот, кислород и их смешивание с плазмообразующим газом. Попадая в зону реакции, они могуг повлиять на процессы абсорбциидесорбции. Очень важен способ подачи азота в разряд. В ряде работ азот подастся в печь не одновременно с аргоном, а только после расплавления металла. При этом в результате смешивания с атмосферой печи его концентрация в пограничной зоне оказывается ниже, чем в исходной плазмообразующей смеси, и в тем большей степени, чем больше объем камеры. Наличие перечисленных выше проблем требовало проведения собственных экспериментов с целью изучения локальных характеристик процесса взаимодействия плазмы с металлическими расплавами при различных условиях плазменной плавки.