Разработка и исследование технологических параметров рафинирования металла в промежуточном ковше слябовой МНЛЗ

• Автор: Фейлер, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1 Современное состояние процессов непрерывной разливки стали и направления развития способов повышения качества непрерывнолитой заготовки.
1.1 Тенденции развития современных технологий и оборудования для непрерывной разливки стали.

1.2 Общая характеристика качества непрерывнолитой заготовки

1.3 Технологические особенности обработки металла в промежуточном ковше МНЛЗ.

1.4 Применение шлакообразующих смесей в промежуточном ковше МНЛЗ

1.5 Постановка задач исследования.

ГЛАВА 2 Исследование гидродинамических и теплообменных процессов в промежуточном ковше слябовой МНЛЗ методами численного моделирования

2.1 Численное исследование гидродинамических процессов в промежуточном ковше.

2.2 Численное исследование теплопереноса в промежуточном ковше.

2.3 Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3 Исследование и разработка технологических вариантов рафинирования металла в промежуточном ковше
3.1 Анализ условий моделирования, экспериментальная установка и методика проведения исследований гидродинамических процессов
3.2 Результаты физического моделирования гидродинамических процессов в промежуточном ковше
3.3 Подбор исходных материалов и теоретическая проработка составов шлакообразующих смесей.
3.4 Исследование физикохимических свойств шлакообразующих смесей
3.5 Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4 Разработка, промышленное исследование и совершенствование технологии рафинирования стали в промежуточном ковше слябовой МНЛЗ ОАО ЗСМК
4.1 Исходные условия и методика проведения исследования
4.2 Результаты исследования технологии разливки стали на слябовой МНЛЗ с использованием рафинирующих устройств в промежуточном ковше.
4.3 Выводы по главе 4.
Заключение
Список использованных источников


Отставание по объему стали* разливаемой непрерывнолитым способом в значительною мере. МНЛЗ, эксплуатируемых в настоящее время на отечественных предприятиях. Технический уровень парка МНЛЗ в России остался на уровне х годов XX века. МНЛЗ устарел не только физически, но и морально, так как его практически не обновляли и существенно не модернизировали в течение пятнадцати лет, и требуется или коренная модернизация МНЛЗ, или замена новыми в зависимости от конкретных условий. Перед разработчиками металлургической технологии и оборудования стоит ряд проблем, от решения которых зависит поступательное развитие экономики, повышение экспортного потенциала страны и снижение доли импорта. Закупка современных МНЛЗ за рубежом [-]. Этот путь, который в настоящее время широко используется, предусматривает значительные затраты валютных средств и сравнительно сжатые сроки внедрения. В то же время, ликвидировать отставание от передового уровня таким способом проблематично, так как машины в этом случае часто отстают от передовых разработок, по крайней мере, на одно поколение. Кроме того, имеется и негативный опыт закупок импортной техники, когда по ряду причин не были достигнуты требуемые показатели по качеству и сортаменту металла. Создание принципиально новых отечественных установок непрерывной разливки стали [, ]. Поузловая модернизация существующих установок непрерывной разливки стали с применением современных технических и технологических решений, в том числе с применением наукоемких технологий [, -]. Это направление, в настоящее время наиболее перспективно, так как его реализация при хорошей предварительной проработке возможна в запланированные сроки и объемах финансирования капитальных ремонтов МНЛЗ. Поузловая модернизация установок создает базу для повышения конкурентоспособности продукции, позволяет сохранить научные и производственные кадры, создает предпосылки к переходу ко второму варианту развития, т. Для варианта поузловой модернизации в настоящее время имеется достаточная научная, финансовая и производственная база. Для реализации этой концепции необходимо на предварительном этапе провести комплексное обследование технологии и оборудования МПЛЗ, определить причины образования дефектов в непрерывполитой заготовке и ключевые элементы оборудования, «ответственные» за эти дефекты, изучить физическую сущность технологических процессов в данном элементе, создать математическую модель технологического процесса с выявлением существенных связей технологических параметров, провести оптимизационные расчеты, разработать новые технические и технологические решения. Качество непрерывнолитой заготовки определяется, прежде всего, содержанием вредных примесей, составом, количеством и характером расположения неметаллических включений, а также наличием дефектов [, ]. Повышение чистоты металла по неметаллическим включениям является одним из важнейших направлений в получении высококачественной непрерывнолитой заготовки. Неметаллические включения, содержащиеся в стали, приводят к образованию на поверхности и в глубине заготовок различных дефектов. Чрезмерное присутствие в стали неметаллических включений может вызывать образование продольных и поперечных поверхностных трещин, загрязнение поверхности заготовки, осевую химическую и точечную неоднородности [ , - ]. Содержащиеся в затвердевшем сплаве неметаллические включения нарушают течение металла при деформациях, влияют на перераспределение дефектов структуры []. Значительное влияние на развитие местной концентрации напряжений оказывает форма неметаллических включений. Напряжения на границе с равноосными частицами, имеющими форму куба или тетраэдра, будут значительно больше, чем для сферических частиц. Особенно они возрастают на участках у остроконечных вершин равноосных и вытянутых включений. Эти напряжения воздействуют на дислокации, оказывающие давление на металлические частицы. При этом дислокации взаимодействуют с частицей и, если это взаимодействие отталкивающего характера, то дислокации могут вызывать значительное увеличение остаточных напряжений.