Теоретический анализ и разработка высокотемпературного варианта технологии окислительного периода плавки высоколегированной стали

• Автор: Шильников, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

1.1. Высокие технологии в электросталеплавильпом производстве

1.2. Технологические схемы сталеплавильного производства 3 .

1.3. Состояние и совершенствование технологии выплавки высоколегированной стали .

1.3.1. Технология плавки переплавом отходов в дуговой печи

1.4. Теория и расчеты технологических процессов выплавки стали

1.4.1. Термодинамические модели и расчеты металлических растворов 3

1.4.2. Использование параметров взаимодействия в термодинамических расчетах металлических растворов

1.4.3. Термодинамика растворов кислорода в легированных расплавах

1.4.4. Термодинамические модели и расчеты, металлургических шлаков.

ГЛАВА 2. Термодинамика растворов кислорода в жидких металлах железе, хроме и никеле.

2.1. Термодинамика растворов кислорода в жидком железе. Система РсжОГеОжСЪ

2.1.1. Растворимость кислорода в жидком железе.
2.1.2. Активность кислорода в растворе Реж 0ас
2.1.3. Коэффициент активности и избыточный химический потенциал кислорода в растворе Ее Онас
2.1.4. Модель псевдорегулярного раствора для системы Реж О
2.2. Термодинамика растворов кислорода в жидком хроме. Система Сгж О СгОж .
2.2.1. Растворимость кислорода в жидком хроме.
2.2.2. Активность кислорода в Сгж 0ас
2.2.3. Коэффициент активности и избыточный химический потенциал кислорода в растворе СгЖ Онас.
2.2.4. Модель псевдорегулярпого раствора для системы Сгж О
2.3. Термодинамика растворов кислорода в жидком никеле. Система Ыьж0ЫЮж
2.3.1. Растворимость кислорода в жидком никеле
2.3.2. Активность кислорода в растворе Ы1ж Онас.
2.3.3. Коэффициент активности и избыточный химический потенциал кислорода в растворе ж Оиас
2.3.4. Модель псевдорегулярного раствора для системы 1. О
Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. Термодинамика растворов кислорода в расплавах 1еСгМ . Система Ре Сг 1 Онас РеО СЮ 0
3.1. Уравнения активности кислорода в металле и составов шлака
3.2. Переход от активности кислорода к его концентрации в жидких металлических растворах
3.3. Термодинамические расчеты по приведенным уравнениям
3.3.1. Расчеты активности кислорода и составов шлака в сложнолегированных расплавах применительно к стали ХН, ХН и безуглеродистому феррохрому.
3.3.2. Расчеты равновесной концентрации кислорода в расплаве Бе
Сг 1 0ас. при температуре С
3.4. Расчеты и сравнение равновесной и измеренной активности кислорода в легированном расплаве Ие Сг 1 О в конце окислительного периода плавки стали ХНТ
3.4.1. Расчет равновесной активности кислорода в стали
3.4.2. Расчет фактической активности кислорода по результатам измерений температуры и э.д.с. кислородной ячейки
3.5. Термодинамические пределы обезуглероживания легированных расплавов Ие Сг ЬП Отах Стщ.
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. Разработка высокотемпературного варианта технологии окислительного периода плавки легированной стали.
4.1. Технологические инновации окислительного периода плавки высоколегированной стали в дуговой печи
4.2. Анализ окислительного периода плавок коррозионностойкой
стали по технологии годов
4.3. Анализ окислительного периода плавок коррозионностойкойстали, выплавленных в годах по высокотемпературному варианту технологии окислительного периода
4.4. Сравнение технологий окислительного периода и результатов окислительных процессов
4.5. Термодинамический анализ окислительных реакций при
высоких температурах на уровне С .
Выводы по главе 4.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Термодинамика растворов кислорода в жидком хроме. Система Сгж О СгОж . Растворимость кислорода в жидком хроме. Коэффициент активности и избыточный химический потенциал кислорода в растворе СгЖ Онас. Термодинамика растворов кислорода в жидком никеле. Активность кислорода в растворе Ы1ж Онас. Модель псевдорегулярного раствора для системы 1. Выводы по главе 2. ГЛАВА 3. Термодинамика растворов кислорода в расплавах 1еСгМ . Расчеты активности кислорода и составов шлака в сложнолегированных расплавах применительно к стали ХН, ХН и безуглеродистому феррохрому. Сг 1 0ас. С
3. Расчет фактической активности кислорода по результатам измерений температуры и э. Термодинамические пределы обезуглероживания легированных расплавов Ие Сг ЬП Отах Стщ. Выводы по главе 3. ГЛАВА 4. Разработка высокотемпературного варианта технологии окислительного периода плавки легированной стали. С . Выводы по главе 4. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. Приложение 1 . Приложение 2. Актуальность работы. За последние десятилетия для производства коррозионностойкой стали были разработаны и внедрены кислородаргонное обезуглероживание легированных хромсодержащих расплавов в АСЮконвертерах и обезуглероживание под вакуумом этих расплавов в УСЮагрсгатах. АСЮ и УСЮпроцессы только смещают вправо равновесие реакции окисления углерода, но ни аргон, ни вакуум не влияют на равновесие реакции окисления хрома. Относительно низкие температуры металла и шлака в этих процессах способствуют повышенному окислению хрома во время обезуглероживания. С повышением температуры металла сродство хрома к кислороду уменьшается гораздо резче, чем сродство углерода к кислороду. Предварительные расчеты и практика показывают, что при температурах на уровне С возможно глубокое обезуглероживание до 0, легированных расплавов с высоким содержанием хрома на уровне марочного содержания в стали ХН. Становятся актуальными задачи теоретического анализа и технологических возможностей глубокого обезуглероживания легированных расплавов при высоких температурах на уровне С. Цель работы. Термодинамический анализ и разработка высокотемпературного варианта технологии окислительного периода плавки легированной стали на заводе ОАО Электросталь. Научная новизна. Р 1. Получены уравнения избыточного химического потенциала кислорода в точке растворимости и энергии смешения кислорода и металла вида 2мсо АВТ Ме Ре, Сг, 0 из уравнений растворимости кислорода в жидком металле и стандартных энергий Гиббса реакций окисления жидких металлов газообразным кислородом с образованием низших оксидов. Получены уравнения равновесной активности кислорода в металлических растворах и равновесных составов оксидных растворов системы РеСгЮносРеОСгОРЮ в предположении, что металлический и оксидный растворы близки к совершенным. Получено уравнение активности кислорода в реальных металлических растворах по составам металла и шлака с использованием активностей компонентов в металле и в шлаке и Рсо газовой фазе. Предложен способ расчета растворимости кислорода в расплавах системы РеСгКЧО по уравнениям модели пссвдорегулярного раствора с использованием установленных в работе температурных зависимостей энергий смешения 2ме. Практическая значимость работы. Разработан высокотемпературный вариант технологии окислительного периода плавки легированной стали с содержанием хрома на уровне марочного состава стали ХНТ и получением низкого содержания углерода на уровне 0,. Полученные уравнения активности и концентрации кислорода в равновесии с компонентами металла, шлака и газовой фазы могут быть использованы в термодинамических расчетах окислительных процессов в учебных дисциплинах кафедры. Публикации. По теме диссертации опубликованы 3 статьи в журналах Электрометаллургия, статья в журнале Сталь и моно1рафия Электрохимический контроль и расчеты сталеплавильных процессов. Структура и объем работы. Диссертация изложена на страницах машинописного текста, состоит из четырех глав, выводов, библиографического списка, включающего наименование, содержит таблиц, рисунков и 2 приложения.