Повышение эффективности шлаковой обработки стали на основе изучения нестехиометричности шлаковых расплавов методом Э.Д.С.

• Автор: Павлов, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 c. : ил

1. Современные представления о процессах рафинирования металла шлаком .

1.1. Внепечная шлаковая обработка стали и дуги

ее совершенствования

1.2. Нестехиометрия оксидных расплавов II

1.3. Сорбционные свойства синтетических шлаков

1.4. Метод э.д.с. с твердым электролитом и его применение для определения окисленности металлических и шлаковых расплавов

1.5. Выводы и постановка задачи .

2. Изучение взаимосвязи нестехиометричности расплавов термодинамически прочных оксидов с их окисленностью
2.1. Экспериментальное изучение процессов взаимодействия раскислителей и легирующих с оксидными расплавами.

2.1.1. Методика эксперимента.

2.1.2. Полученные результаты и их обсувде

2.2. Электрохимическое раскисление и окисление
оксидных расплавов
2.2.1. Методика проведения опытов и обсуждение полученных результатов
2.3. Выводы
3. Экспериментальное изучение растворимости азота в оксидных расплавах
3.1. Разработка методики экспериментального определения растворимости азота в оксидных расплавах .
3.1.1. Продувка расплава шлака азотом в тигле
3.1.2. Методика определения растворимости азота в оксидных шлаках с фиксацией уровня
их окисленности
3.2. Результаты экспериментов и их обсуждение
3.3. Выводы.
4. Рафинирование стали от азота при обработке синтетическими шлаками.
4.1. Деазотация металла при его обработке смесью
шлака и раскислителя .
4.1.1. Методика и полученные результаты .
4.2. Пути реализации полученных результатов в промышленности .
4.3. Выводы
Заключение .
Список литературы


Важной проблемой, связанной с повышением эффективности воздействия шлака на металл является повышение степени использования рафинирующей способности шлака. Так по расчетам 5 при существующих способах обработки стали шлаком в ковше возможности синтетических шлаков используются не более, чем на . Об этом также свидетельствуют данные по дополнительному снижению содержания серы, кислорода и неметаллических включений в стали после повторной шлаковой обработки . С целью повышения интенсивности взаимодействия металла со шлаком стремятся увеличить поверхность реагирования за счет лучшей организации процесса эмульгирования шлака металлом при выпуске плавки в ковш 5 , применения вакуумшлаковой обработки, где раскрытие струи металла в вакууме способствует увеличению величины межфазной поверхности металлшлак 8 , использования продувки расплава инертными газами либо одновременно с обработкой металла шлаком 9 , либо сразу после такой обработки . Дополнительная возможность рафинирования металла появляется при использовании шлаковых смесей в процессе разливки стали в изложницы и на установках непрерывной разливки стали . В этом случае, наряду с устранением разбрызгивания металла, горячих трещин, заворотов корки, других дефектов поверхности слитка и его макроструктуры, шлак поглощает значительное количе
ство содержащихся в стали неметаллических включений и стимулирует протекание реакций раскисления и десульфурации металла при разливке. Применение синтетического шлака оказывает и косвенное влияние на содержание кислорода в стали металл постоянно защищается от воздействия атмосферы слоем синтетического шлака, поэтому повторное окисление в данных условиях получает меньшее развитие , что является одной из причин практикуемого совмещения обработки стали синтетическим шлаком в ковше и разливки металла с использованием шлаковых смесей . До сих пор остается актуальной задача по определению оптимального состава наиболее экономичных и недефицитных шлаков, которые вместе с тем обладали бы и высокой рафинирующей способностью. Хорошие результаты получены при использовании для внепечной обработки стали доменного шлака , известковоглиноземистых шлаков с повышенным содержанием кремнезема и оксида магния , электропечного рафинировочного шлака . Как показано в ряде исследований эффективность рафинирования металла существенно возрастает при совмещении шлаковой обработки с операциями раскисления и легирования в ковше или даже в изложнице. В этом случае процесс раскисления будет в основном протекать на развитой поверхности металлшлак. Это обеспечивает значительное повышение раскислительной способности элементов засчет низкой активности образующихся оксидов в шлаковой фазе гетерогенное образование зародышей продуктов раскисления на поверхности шлаковых капель, что требует незначительного пересыщения расплава и протекает с высокой интенсивностью отсутствие устойчивых смачивающих пленок прослоек металла, отделяющих
включения от шлаковой фазы . Кроме того, взаимодействие шлака с раскислителями приводит к снижению окисленности последних, а это, в свою очередь, повышает их сорбционную способность по отношению к вредным примесям стали. Возможности повышения эффективности шлаковой обработки металла путем увеличения массы шлака, участвующего в процессе, существенно ограничены по технологическим и экономическим причинам, и обычно относительное количество шлака при обработке металла в ковше составляет I и при разливке со шлаком 0,,5 . Изменение условий взаимодействия металла со шлаком связано с созданием специальных устройств для чего необходимы крупные капитальные затраты. Сейчас во внепечной обработке металла шлаковыми смесями используются преимущественно два режима взаимодействия самый простой в техническом исполнении, однако и самый невыгодный с точки зрения использования рафинирущей способности шлаков одношлаковый объемный режим, реализуемый при обработке металла синтетическими шлаками в ковше I , и более сложный, но значительно более полно использующий возможности шлаков промывной режим, примером которого может служить вдувание в ковш твердых шлаковых смесей в струе аргона .