Разработка и освоение технологии раскисления литейных сталей титаносодержащими прессованными псевдолигатурами

• Автор: Янбаев, Фатих Мискадесович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 158 с. : ил.

1.1. Термодинамические закономерности раскисления

стали и сопутствующие явления.

1.2. Особенности плавки стали в индукционных

печах малой емкости

1.3. Окончательное раскисление стали, элементыраскислители,

комплексное раскисление

1.4. Особенности технологии получения

титаносодержащих лигатур.

Выводы и задачи исследования.

Глава И. Термодинамический анализ выбора состава

и расчет количества раскнслителя.

2.1. Определение термодинамических
величин процесса раскисления.
2.2. Обоснование выбора оптимального химического состава псевдолигатуры
на базе физикохимических закономерностей
2.3. Расчет необходимого количества комплексной псевдолигатуры
для раскисления стали
Выводы по главе
Глава III. Исследование процессов нагрева
брикетов пссвдолигатуры и кинетики
растворения зерен титана.
3.1. Экспериментальное определение теплофизических
свойств брикетов псевдолигатуры
3.1.1 Плотность
3.1.2 Пористость
3.1.3 Теплофизические свойства
3.2. Анализ процесса нагрева брикета псевдолигатуры.
3.3. Растворение титана в расплаве стали
Выводы по главе.
Глава IV. Разработка технологии изготовления
титаносодержащей прессованной псевдолигатуры.
4.1. Технологическая схема подготовки материалов, составляющих псевдолигатуру из отходов стружки
4.1.1 Предварительная обработка шихтовых материалов.
4.1.2 Приготовление дисперсных частиц.
4.1.3 Рассев дисперсных частиц
4.1.4 Смешивание шихты
4.1.5 Дозировка шихты.
4.2. Выбор режимов прессования
брикетов исевдолигатуры.
4.3. Технологическая схема приготовления
прессованных псевдолигатур
4.4 Подбор оборудования в условиях базового предприятия.
Выводы по главе.
Глава V. Технология раскисления сталей
титаносодержащими псевдолигатурами
5.1. Технологические схемы раскисления
стали псевдолигатурой.
5.2. Технологические параметры процесса раскисления стали титаносодержащей
псевдолигатурой.
5.3. Сравнительный анализ разработанной и базовой технологий раскисления стали, выплавленной в индукционных печах малой емкости
5.4 Модифицирующее действие псевдолигатуры
Т1А1 на свойства стали
Выводы по главе
Глава VI. Техникоэкономический анализ
результатов работы и перспективы
применения
Выводы по главе.
Общие выводы по работе
Использованная литература.
Приложения.
ВВЕДЕНИЕ


При этом в объем стали будут внесены дисперсные частицы титана, значительная поверхность контакта которых с расплавом обеспечит высокие скорость и эффективность раскисления. Глава . Литейные стали в некоторых количествах, содержат газообразные элементы. К ним в первую очередь относятся кислород, азот и водород. В слитке или отливке газы содержатся как в виде химических соединений, так и в виде твердых растворов. Р парциальное давление газа, Па. При растворении кислорода обычно имеет место процесс образования оксидов сложного состава, поэтому закон Сивертса при рассмотрении процесса растворения кислорода в стали не применим. Химический потенциал Д0, так как растворение газа самопроизвольно протекающий процесс, следовательно, с ростом температуры концентрация растворенного газа возрастает до определенного предела 2,4,5. Удаление азота и водорода дегазация в общем случае сводится к приведению металла в контакт с фазой, в которой парциальное давление удаляемых газов значительно меньше, чем равновесное. Такими фазами могут быть инертные газы. При продувке стали аргоном растворенные водород и азот диффундируют в готовые газовые пузыри аргона, в которых парциальное давление этих газов мало. На поверхности пузырьков аргона происходит рекомбинация атомов газа в молекулярное состояние. В результате этого процесса состав газов в пузырьке постепенно приближается к равновесному с растворенным в металле. Сг. Снижение содержания кислорода в металле или перевод его в менее вредное состояние достигают раскислением. Раскисление стали эффективно только при определенном содержании в ней элементараскислителя. Содержание такого элемента регламентируется определенными и узкими пределами, установленными при разработке стали данной марки. Раскислительную способность элементов раскислителей важнейшую их характеристику принято оценивать по остаточной равновесной концентрации кислорода в металле, соответствующей заданному содержанию раскислителя и принятой температуре чем ниже остаточное содержание кислорода, тем выше раскислительная способность элемента 2,5,,. Я ЯтОп, 1. ЯщОп продукт реакции раскисления т,п стехиометрические коэффициенты. Продуктом реакции раскисления может быть чистый оксид определенного химического состава или химическое соединение с оксидами других металлов. Эти оксиды, как правило, бывают переменного состава, то есть в этом случае т и п величины переменные и могут не отражать стехиометрические соотношения, характерные для того или иного оксида. V , 1. Из выражения 1. Оно тем ниже, чем меньше активность образующегося продукта раскисления, чем больше константа равновесия, остаточная концентрация элементараскислителя в металле и коэффициент активности его и кислорода. Остаточное содержание элементараскислителя является важным фактором, определяющим степень раскисления. Оно всегда более или менее определено, так как процесс раскисления проводят таким образом, чтобы было обеспечено содержание раскислителя в металле в пределах, не превышающих суммы примесей в стали по ГОСТ. Коэффициент активности элементараскислителя обычно незначительно отличается от единицы, так как концентрация раскислителя в металле невысока. Поэтому данный коэффициент в расчетах, как правило, принимают равным единице 2,4,,,. Константа равновесия в общем случае является переменным фактором. Она характеризует сродство элементов к кислороду, которое может изменяться на несколько порядков в зависимости от температуры. Реакции раскисления являются экзотермическими. Поэтому, с повышением температуры, величина КЕ уменьшается, что вызывает снижение раскислительной способности элемента раскислителя. С 7,,,. КкК,
тогда
1. Активность продукта раскисления зависит от того, в каком виде он выделяется 2,5,,,. Ее можно принять равной единице, если оксид выделяется в чистом виде. В случае перехода образующегося оксида в шлак шлаковое включение или его взаимодействия с другими оксидами активность продукта раскисления меньше единицы, следовательно, раскислительная способность элемента выше. Тогда зависимость 1. Величину Кп условно называют константой равновесия.