Разработка металлосберегающей технологии нагрева непрерывнолитых заготовок рельсовой стали в методических печах

• Автор: Олендаренко, Ольга Дмитриевна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 134 с. : ил.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Окисление и обезуглероживание рельсовой стали при нагреве

в печах под прокатку

1.2 Влияние процессов окисления и обезуглероживания на качество рельсов.

1.3 Применение покрытий для защиты стали от окисления и обезуглероживания при нагреве под горячую обработку давлением

Выводы и постановка задач исследования

2 РАЗРАБОТКА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ОСНОВ ПРИМЕНЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТАЛЬНЫХ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ЗАГОТОВОК ОТ ОКИСЛЕНИЯ И ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ ПРИ НАГРЕВЕ В МЕТОДИЧЕСКИХ ПЕЧАХ С ШАГАЮЩИМИ БАЛКАМИ
2.1 Научное обоснование выбора типа, компонентного состава и свойств покрытий для защиты рельсовой стали от высокотемпературного окисления и обезуглероживания при нагреве в печах
2.1.1 Общие требования к покрытиям для защиты непрерывнолитых заготовок рельсовой стали от высокотемпературного окисления и обезуглероживания при нафеве в печах.

2.1.2 Обоснование выбора компонентного состава покрытий

2.1.3 Основные требования к теплофизическим и физикохимическим свойства компонентов и покрытий.
2.2 Кинетические закономерности и механизм влияния покрытий на взаимосвязанные физикохимические процессы окисления и
обезуглероживания стали.
Выводы
3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПРИМЕНЯЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.
3.1 Выбор марок стали для исследований
3.2 Составы и компоненты защитных покрытий
3.3 Опытные установки, оборудование и методика проведения
экспериментов.
Выводы
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ ОКИСЛЕНИЯ И ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ ЛЕГИРОВАННОЙ И МИКРОЛЕГИРОВАННОЙ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОМ НАГРЕВЕ.
4.1 Окисление и обезлегирование рельсовой стали бейнитного класса ЭХГ2САФМ
4.2 Окисление и обезуглероживание рельсовой стали перлитного класса ЭХСФ
4.3 Влияние защитных покрытий различного состава на кинетику окисления и обезуглероживания рельсовой стали перлитного
класса ЭФ.
Выводы
5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ НАГРЕВА НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ЗАГОТОВОК РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ С ЗАЩИТНЫМИ ПОКРЫТИЯМИ В МЕТОДИЧЕСКОЙ ПЕЧИ С ШАГАЮЩИМИ БАЛКАМИ
Выводы
Общие выводы
Список использованных источников


Разработан новый тип периклазосиликатных покрытий для защиты стали от высокотемпературного окисления и обезуглероживания, научно обоснован механизм его защитного действия. Установлена температура плавления окалины легированных рельсовых сталей марок ЭХСФ, ЭХГ2САФМ, определена роль влияния на нее легирующих элементов стали. Для обеспечения металлосбережсния, снижения окисления и обезуглероживания рельсовой стали при нагреве под прокатку разработаны составы защитных покрытий. Для легированных рельсовых сталей марок ЭХСФ, ЭХГ2САФМ даны конкретные рекомендации по выбору рациональной конечной температуры на1рева. Разработана металлосберегающая технология нагрева непрерывнолитых заготовок рельсовой стали в методических печах с шагающими балками. Защитные покрытия разработанных составов приняты к внедрению в практику нагрева непрерывнолитых заготовок рельсовой стали в рельсобалочном цехе ОАО НКМК. Прогнозируемый экономический эффект от внедрения предлагаемых покрытий составляет 0 тыс. Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей, Машины и технология обработки металлов давлением. Предмет защиты и личный вклад автора. Результаты экспериментальных исследований кинетики высокотемпературного окисления и обезуглероживания легированных рельсовых сталей марок ЭХСФ, ЭХГ2СЛФМ. Результаты лабораторных и промышленных экспериментальных исследований влияния защитных покрытий алюмосиликатного и периклазосиликатного составов на кинетику высокотемпературного окисления и обезуглероживания рельсовой стали марки ЭФ. Результаты экспериментальных исследований температуры плавления окалины рельсовых сталей марок ЭХСФ, ЭХГ2САФМ. Автору принадлежит постановка задачи исследований проведение экспериментов по исследованию кинетики высокотемпературного окисления и обезуглероживания рельсовых сталей марок ЭФ, ЭХСФ, ЭХГ2САФМ и выявлению влияния па нее защитных покрытий различного химического состава проведение экспериментов по установлению температур плавления окалины рельсовых сталей марок ЭХСФ, ЭХГ2САФМ обработка, анализ, обобщение и научное обоснование полученных результатов, формулировка выводов и рекомендаций. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на следующих конференциях Всероссийской научнопрактической конференции Металлургия новые технологии, управление, инновации и качество Новокузнецк, январь, г. XV международной конференции Теплотехника и энергетика в металлургии Днепропетровск, г. Всероссийской научнотехнической конференции Научное наследие И. П. Бардина Новокузнецк, г. Творческое наследие Б. Публикации Результаты диссертации опубликованы в печатных работах в журналах и сборниках научных трудов, из них 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов кандидатских и докторских диссертаций. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, выводов и приложений. Изложена на 4 страницах, содержит рисунков, таблиц, список использованных источников из 6 наименований. В настоящее время в России и за рубежом для нагрева I3 рельсовой стали под прокатку применяют методические печи с шагающими балками. Такие печи получили широкое распространение за рубежом во Франции, Австрии, Японии, др. России они применяются на ОАО НКМК 5 и НТМК . Температуры нафева рельсовой стали под прокатку составляют С. Время нафева достигает 3 5 ч 9. В пересчете на длину заготовки эти потери соответствуют укорачиванию НЛЗ на мм, а рельсового профиля Р на 0 0 мм. В случае снижения угара стали на 0,6 например с 1,6 до 1,0 экономия металла, эквивалентная длине НЛЗ и рельсового профиля Р, составит примерно мм и 0 0 мм соответственно. При годовом объеме производства стали в 0 тыс. Основной причиной угара стали является окисление металла раскаленными продуктами сгорания, имеющими выраженный окислительный потенциал. Наиболее опасным явлением, приводящим к резкому росту угара металла, является катастрофическое окисление, которое может возникать в случаях оплавления окалины и обнажения поверхности металла. Взаимодействие продуктов сгорания с углеродом, содержащимся в стали, приводит к обезуглероживанию поверхностных слоев НЛЗ.