Разработка и внедрение технологий выплавки в дуговых электропечах, внепечной обработки и непрерывной разливки стали, предназначенной для производства железнодорожных рельсов

• Автор: Козырев, Николай Анатольевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 338 с. : ил.

1.1 Особенности технологии выплавки рельсовой стали в различных агрегатах

1.2 Разновидности технологий внепечной обработки и разливки рельсовой стали

1.3 Химический состав и физикомеханические свойства рельсовой стали

Выводы к главе

Глава 2. Исследование закономерностей и разработка технологий выплавки стали в дуговых электропечах для производства железнодорожных рельсов

2.1 Разработка и исследование технологии выплавки рельсовой стали I группы

2.2 Исследование технологии производства хромистой стали для железнодорожных рельсов

2.3 Исследование поведения азота при выплавке рельсовой стали в дуговых электропечах и разработка рельсовой стали низкотемпературной надежности
2.4 Исследование восстановления ванадия из ванадийсодержащего конверторного шлака и разработка технологии прямого легирования стали ванадием
2.5 Возможность восстановления марганца и технология прямого легирования рельсовой стали марганцем
2.6 Разработка и исследование технологии выплавки рельсовой стали в дуговых электросталеплавильных печах с использованием жидкого чугуна
2.7 Производства рельсовой стали повышенной чистоты по неметаллическим включениям
2.8 Исследование процесса раскисления стали алюминием
и применение чугунноалюминиевых блоков при микролегировании рельсовой стали алюминием
2.9 Разработка и исследование технологии выплавки рельсовой стали марок ЭФ и НЭФ
2. Исследование технологии выплавки рельсовой стали в дуговых электросталеплавильных печах с отсечкой печного шлака
2. Изучение влияния химического состава и технологических параметров на свойства рельсовой электростали
Моделирование и прогнозирование твердости и механических свойств рельсовой стали ЭФ
Влияние химического состава и технологических параметров на выход рельсов
Влияние технологии выплавки на уровень загрязненности стали неметаллическими включениями Выводы к главе
Глава 3. Исследование и влияние технологий внепечной обработки рельсовой электростали
3.1 Изучение и совершенствование продувки металла в ковше инертным газом через погружаемые фурмы и корректировка химического состава
3.2 Исследование процесса продувки стали азотом через пористые донные фурмы в стальковшах
3.3 Влияние внепечной обработки на характер неметаллических включений
Выводы к главе
Глава 4. Исследование и оптимизация технологии разливки рельсовой электростали
4.1 Разливка стали в изложницы
4.2 Исследование и совершенствование разливки рельсовой электростали на МНЛЗ
4.2.1 Оптимизация температурноскоростных режимов разливки
4.2.2 Подбор ШОС для непрерывнолитой разливки рельсовой стали
4.2.3 Ликвация элементов в непрерывнолитых заготовках и рельсовом профиле
4.2.4 Исследование и оптимизация режимов охлаждения непрерывнолитых заготовок
Выводы к главе
Глава 5. Методика изучения качества, экономические вопросы производства и использования железнодорожных рельсов, изготовленных из электростали Выводы к главе 5 Заключение Список литературы Приложение А Приложение Б Приложение В Приложение Г Приложение Д Приложение Е Приложение Ж
ВВЕДЕНИЕ


Все это объясняется большей интенсивностью охлаждения нлз и коэффициентом затвердевания. По данным В. А. Ефимова , при затвердевании простых углеродистых и низколегированных сталей зональная ликвация не возникает, если скорость кристаллизации превышает 0,,0 сммин. Средняя скорость продвижения фронта затвердевания в нлз превышает указанную, что объясняет вышеназванное повышение свойств нлз. Серьезным дефектом является осевая пористость нлз, обогащенная ликватами, которые не всегда завариваются в процессе горячей пластической деформации 7. В работе 1 указывается, что с повышением содержания углерода степень дендритной неоднородности в частности хрома и марганца увеличивается. Это связано с расширением интервала кристаллизации сплавов на железной основе, которое приводит к тому, что разделительная диффузия в жидкой фазе протекает более полно, в то время как прохождение выравнивающей диффузии ограничено более низкой температурой конца кристаллизации стали. Исследуя механические свойства проката, можно сделать вывод, что при прокатке нлз по сравнению с прокаткой металла из слитка требуется меньшее обжатие для достижения одинаковых механических свойств. В настоящее. РФ рельсовая сталь разливается на МНЛЗ в условиях ОАО ОЭМК на четырехручьевых радиальных машинах с сечением кристаллизатора 0x0 мм, в условиях ОАО НТМК на четырехручьевых машинах с сечением кристаллизатора 0x0 мм 5 и на ОАО НКМК на МНЛЗ с сечением кристаллизатора 0x0 мм. При этом вопрос о степени вытяжки для конкретного сечения и связанным с
этим качеством макроструктуры рельса остается весьма актуальным. Для лучшей смазки кристаллизатора смесь должна иметь низкую основность. Введение в смесь оксида лития i снижает вязкость, температуру размягчения и повышает жидкотекучесть смеси. Оксиды железа, марганца, титана повышают газопроницаемость шлаковой корочки и их следует ограничивать. Содержание фтористых соединений должно быть не менее 4 , иначе происходит окомкование смеси при расплавлении. Оптимальное содержание фтористых соединений составляет . Увеличение количества кремнезема в смеси увеличивает вязкость и снижает ассимиляцию глиноземистых неметаллических включений, которые очень жестко ограничиваются в рельсовом металле. Основность смеси должна быть 0,,0. При разливке рельсовой стали на МНЛЗ используются различные ШОС 2. Первоначально на ОАО НТМК использовались дорогостоящие смеси фирмы Штолберг Германиятипа ,2,2 i. А0з, менее 0,6 i , менее 1,6 3. С, с плотностью кгм3, температура размягчения С, начала и конца плавления С и С, вязкость при , и С достигает 0,, 0, и 0, Пас. К, 5,,5 , ,5,0 С. Существующие ШОС, хотя и обеспечивают высокое качество поверхности слитка, довольно дорогостоящие и требуют больших затрат для их изготовления. При этом разливка рельсовой электростали на МНЛЗ имеет свои закономерности, однако изучение влияния температурно скоростных режимов на качество макроструктуры и поверхности железнодорожных рельсов, а также влияние параметров разливки рельсовой стали на загрязненность стали неметаллическими включениями не проводились. Кроме того, необходимо параллельное исследование процессов ликвации при разливке, а также трансформации элементов непрерывнолитая заготовка рельсовый профиль при прокатке. Повышение работоспособности железнодорожных рельсов напрямую связано с поиском и оптимизацией химического состава рельсовой стали 3, 5. Химический состав стали должен обеспечить высокую прочность, упругость и ударную вязкость при нормальных и низких температурах. В то же время сталь должна обладать высокой сопротивляемостью к истиранию и смятию. Химический состав и механические свойства рельсовой стали по ГОСТ Р 5, производимой в РФ, приведены в таблицах 1. Сопоставление требований к химическому составу рельсовой стали отечественных и зарубежных стандартов стандарт Американской ассоциации инженеровжелезнодорожников и , Европейский стандарт 6VV 2, стандарт Международного союза железных дорог I 0, национальные стандарты Японии I Е и I Е , Канады , Великобритании приведены в таблице 1.