Исследование физико-химических свойств шлаковых расплавов, разработка составов утепляюще-рафинирующих шлакообразующих смесей для промежуточного ковша и их внедрение в производство

• Автор: Топтыгин, Андрей Михайлович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Введение

1. Аналитический обзор литературы по исследуемой проблеме

1.1. Современное состояние в области применения защитных шлакообразующих смесей для промковшей

1.2. Основные требования к процессу формирования защитных ШОС.

Выводы по главе.

Постановка задачи.

2. Физикохимические и теплофизическис основы формирования шлаковой системы с

заданными свойствами

Выводы по главе

3. Методика исследований

3.1. Лабораторное исследования физикохимических свойств базовых составов смесей

3.2. Промышленные испытания разработанных составов
3.3. Изучение характера потоков металла в промежуточном ковше.
4. Совершенствование эксплуатационных и технологических характеристик защитного покровного шлака для промежуточного ковша.
4.1. Ингредиенты, применяемые при формировании ШОС
4.2. Лабораторные исследования
4.3. Разработка и испытание защитных ШОС в производственных условиях
4.4. Заключение по результатам испытаний ШОС типа П
5. Оптимизация потоков металла в промежуточном ковше для улучшения ассимиляции неметаллических включений шлаком
5.1. Условия всплывания неметаллических включений.
5.2. Моделирование потоков в промежуточном ковше
Выводы по главе
6. Внедрение разработанных составов утепляющерафинирующих смесей в производство.
6.1. Организация промышленного изготовления смесей.
6.2. Применение разработанных утепляющерафинирующих смесей на металлургических заводах.
6.3. Техникоэкономические преимущества применения разработанных составов утепляющеерафинирующих смесей
6.4. Экономический эффект от внедрения утепляющеерафинирующих смесей
Основные выводы
Библиографический список.
Введение


Такой подход к составу смесей без фтора объясняется высокими экологическими требованиями к условиям работы МНЛЗ за рубежом. В таблице 1. ШОС для промежуточных ковшей по данным рекламной документации ведущих зарубежных фирм. Таблица 1. Фирма Марка Химический состав. Температура текуч. В технических характеристиках этих ШОС отмечается, что они обладают не только хорошими теплоизоляционными свойствами, но и достаточной ассимилирующей способностью. Большинство смесей на базе iI3 имеют довольно низкое содержание углерода и повышенное содержание окислов железа, а температура текучести таких смесей колеблется в пределах С. Фирма II для отливки трубных заготовок на Волжском трубном заводе предлагает ШОС для промковшей с повышенной ассимилирующей способностью по отношению к окислам алюминия. Система на базе i А0з имеет в своем составе от 4 до 6 фтора и, в зависимости от сечения отливаемых заготовок и содержания углерода в разливаемой стали, содержание углерода в смеси от до ,5 табл. Как известно, в промежуточном ковше, в процессе разливки присутствуют и образуются неметаллические включения эндогенного типа продукты раскисления стали на внепечной обработке и при вторичном окислении размер в поперечнике до мкм, а также экзогенные эмульгированный шлак и продукты эрозии огнеупоров стальковша и промковша 1 мм и более. Эффективность ассимиляции этих включений покровным шлаком промковша, как показал опыт, определяется рядом условий химическим составом расплавленного шлака в частности емкостью шлака по отношению к глиноземистым включениям, его консистенцией, толщиной жидкой прослойки над расплавом, условиями доставки включений к жидкому шлаку, т. Критерием оценки эффективности ассимиляционной способности шлака в промежуточном ковше, в конечном счете, является степень запороченности литых заготовок шлаковыми неметаллическими включениями. Основность шлака один из основных факторов, влияющих на способность шлака ассимилировать включения на базе А. По данным 1 в низкоосновных шлаках степень поглощения таких включений, выраженная в приросте содержания А, не превышает 1. В шлаках на базе , с основностью более 3 поглощение глинозема достигает . В качестве примера такого типа ШОС может служить смесь фирмы ВН i 3 табл. Опыт показал, что шлаки на базе iI3, содержащие фтор и имеющие основность в пределах 0,,5, обладают достаточно хорошей ассимилирующей способностью и сохраняют это свойство при длительной разливке при условии, что содержание Л0з в шлаке не превышает 2. Скорость адсорбции глиноземистых включений определяется основностью расплава. СаО1, 1, 3, i 1, 2 1, i. Скорость адсорбции возрастает с увеличением основности. При этом адсорбции способствуют низкая концентрация кислорода в стали, низкая концентрация А0з в исходном шлаке и небольшие размеры неметаллических включений 4. На ассимилирующие свойства шлака влияют его вязкость и толщина жидкой прослойки на границе шлакметалл. Исследования, проведенные на ОЭМК 5 показали, что бесфтористый расплавленный шлак на базе системы i имеет консистенцию густой сметаны, а на базе i3 вид стекловидной массы. При этом степень ассимиляции включений возрастает с увеличением толщины жидкой прослойки от 6 мм и при снижении вязкости шлака. Установлено, что ассимиляция мелких включений улучшается при состоянии покоя на границе шлакметалл. Толщина жидкой прослойки определяется содержанием в смеси флюсующих элементов, в частности, фтора, окислов щелочноземельных компонентов, железа, марганца и др. Вязкость шлака оказывает влияние не только на ассимиляционные свойства и газопроницаемость шлака, но и на стабильность процесса разливки. Повышенная вязкость шлака затрудняет работу стопоров. Бесфтористые системы на базе i3 имеют при температуре С вязкость в 1,,5 раза более низкую, чем шлаки на базе системы i. Как показал опыт, фторсодержащие шлаки на базе системы СаЮ2А0з с основностью в пределах 0,,5 обладают не только достаточно хорошей ассимиляционной способностью, но и низкой газопроницаемостью 2. Таблица 1. Ас. Квадрат 0, Ас.