Исследование окисленности высоколегированных расплавов для прогнозирования окислительного процесса при производстве коррозионно-стойкой стали

• Автор: Городецкий, Вячеслав Игоревич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Выплавка коррозионностойкой стали. Технологические и теоретические аспекты

1.1 Состояние нержавеющего рынка стали

1.2 Технологии производства коррозионностойкой стали

1.2.1 Двухшлаковая технология выплавки коррозионностойкой стали

1.2.2 Современные технологии производства коррозионностойкой стали

1.3 Термодинамические модели и расчеты металлических растворов

1.3.1 Совершенные и идеальные разбавленные растворы

1.3.2 Реальные растворы

1.3.3 Регулярные растворы

1.4 Термодинамические модели и расчеты металлургических шлаков

1.4.1 Модель совершенного ионного раствора.
1.4.2 Модель регулярного ионного раствора модель В. А. Кожеурова.
1.5 Термодинамика растворов кислорода в расплавах РсСгТПО.
1.6 Моделирование технологических процессов выплавки стали.
1.6.1 Существующие модели металлургических систем
1.7 Электрохимические измерения окисленности стали.
1.7.1 Описание устройства контроля окисленности стали
1.8 Задачи исследования
ГЛАВА 2. Экспериментальное исследование активности кислорода в системе РеСгЫьО.
2.1 Методика экспериментальных исследований
2.2 Выбор стандартного состояния для расчетов активности кислорода.
2.3 Результаты лабораторных экспериментов
2.4 Оценка влияния на активность кислорода параметра электронной проводимости в твердом электролите.
ГЛАВА 3. Термодинамические расчеты активности и концентрации кислорода в металлических растворах ГеСгЫГО.
3.1 Термодинамические расчты активности кислорода в металле системы металл РеСгЫ1С0 шлак БеОСгОТЮ газовая фаза СО.
3.2 Активности кислорода в легированном расплаве РсСгЬПСО в равновесии со шлаком после насыщения кислородом.
3.3 Концентрации кислорода в расплавах РеСгЫьСО
3.4 Растворимость кислорода в металлических растворах РеСгО и РеМСгО.
3.4.1 Растворимость кислорода в металлических растворах РеСгО.
3.4.2 Растворимость кислорода в металлических растворах РеЬйСгО
ГЛАВА 4. Разработка математической модели окислительного процесса при производстве коррозионностойкой стали
4.1 Термодинамическая модель распределения кислорода на окисление компонентов легированного раствора
4.2 Методика расчета параметров окислительного процесса.
4.3 Анализ плавок марки ХНГ2БА производства ОАО ММЗ Серп и молот. Проверка достоверности разработанной модели.
4.3.1 Расчет распределения кислорода на окисление компонентов расплава по результатам анализа проб металла.
4.3.2 Анализ результатов расчетов окислительных процессов плавок марки ХНГ2БА производства ОАО ММЗ Серп и молот.
ВЫВОДЫ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А.
ПРИЛОЖЕНИЕ Б.
ПРИЛОЖЕНИЕ В.
ПРИЛОЖЕНИЕ Г.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Причем, не имеет значения речь идет об экономики отдельно взятой страны или мировой экономики в целом. Рынок коррозионностойкой стали начал кардинально меняться в годах прошлого столетия, когда в ряде стран приступили к активному внедрению новых технологических схем вакуумнокислородное ВКР и аргонокислородное АКР обезуглероживание высокохромистых расплавов. В это время предприятия России и в целом СССР продолжали в подавляющем большинстве получать эту сталь методом переплава легированных отходов в дуговых печах с использованием значительной доли безуглеродистого и низкоуглеродистого феррохрома 1. При этом доля углерода в отечественной коррозионностойкой стали оставалась на уровне 0, 0, . Производить эту сталь с существенно повышенными коррозионностойкими свойствами при снижении содержания углерода до 0, и менее, а главное в необходимом объеме и более экономичным, рациональным способом можно было только путем внедрения новых процессов с обработкой металла на установках ВКР и АКР. Однако на отечественных предприятиях эти весьма прогрессивные процессы внедряли с трудом и в ограниченных объемах, и с большим опозданием, несмотря на то, что результаты первых лабораторных испытаний появились еще в конце х, а полупромышленных и промышленных в начале х годов прошлого века . Таким образом, в XXI век Россия вошла, пользуясь далеко не самой передовой технологией производства коррозионностойкой стали. Динамика мирового производства коррозионностойкой стали в гг. X 0 х
8. В
5 юооо
5 0
Рис. Производство коррозионностойкой стали в мире, тыс. Основное падение пришлось на Западную Европу и Америку, в то время как в Китае наблюдался настоящий бум производство выросло почти на . Неслучайно, что по итогам г. I стала крупнейшим мировым производителем коррозионностойкой стали около 9 всего мирового объема, сместив с ведущих позиций Германия и ix Испания. В десятку крупнейших компаиийпроизводителей также входят , , i , ix , i i , i , i , i i, i . Мировое производство нержавеющей стали в году по сравнению с увеличилось на ,9 и составило ,7 млн. Примерно всего производства пришлось на Азию, а , на Западную Европу и Африку. К сожалению, к разряду стран с весомым вкладом в мировое производство стали специальных марок нельзя отнести Россию. Эксперты не без основания считают, что объем производства стали специального назначения в металлургически развитых странах должен быть не менее от общего объема выплавляемого металла. Для нашей страны этот показатель не превышает 3 4 . Потребление коррозионностойкой стали в РФ до г. Однако наступил кризис, а с ним и стремительное падение рынка. Если в целом потребление продукции из углеродистой стали в России снизилось на , то рынок коррозионностойкой стали на рис. Рис. Производство основных видов продукции из коррозионностойкой стали в России в г. Ижсталь ,7, ВМЗ Красный Октябрь ,8 и завод Электросталь 9. Необходимо отметить, что в настоящее время специализированные предприятия по выпуску коррозионностойкой стали в России отсутствуют. Эту сталь производят совместно с продукцией из углеродистой стали предприятия, ранее не ориентированные на этот металл, и объем его производства составляет менее 0, общего объема выпуска стального проката и труб. Экспорт коррозионностойкой стали достаточно наглядно показывает реальное состояние отечественного производства, которое, к сожалению, нельзя назвать удовлетворительным. Этот показатель имеет устойчивую тенденцию к снижению. Показано, что потребители за рубежом не проявляют заинтересованности в российской продукции из коррозионностойкой стали. На мировом рынке коррозионностойкой стали Россия успешна только в развитии его сырьевой составляющей, экспортируя никель, ферросплавы и высоколегированный лом. В итоге растущее потребление продукции из коррозионностойкой стали поддерживается высокой долей импорта рис. Импорт основных видов продукции из коррозионностойкой стали с по гг. России более чем в 2,6 раза. Доля импорта в общем объеме российского потребления основных видов продукции из коррозионностойкой стали на протяжении последних лет находится в пределах .