Світова автомобілебудівна промисловість є динамічною галуззю, що розвивається, та споживає помітну частину виробленого тонкого сталевого листа. Деталі з такого листа виготовляють шляхом холодної пластичної деформації (штампуванням, глибокою витяжкою) і вони можуть становити до половини маси сучасного автомобіля. Основна вимога до листових сталей для витяжки - забезпечення високої деформируемості при виготовленні деталей складної форми; висока якість поверхні після глибокої витяжки, що необхідна для нанесення захисного покриття. Метод глибокої витяжки також широко застосовують і при виготовленні інших побутових і промислових виробів - холодильників, газових плит, посуду та інше. Міцність готового виробу не має істотного значення. Тому як матеріал для виготовлення тонкого листа для автомобільної промисловості та інших машинобудівних виробництв використають IF стали, що мають високу пластичність і деформацію. Застосування таких сталей вимагає десульфурації чавуну до рівня 50 ...100 ррm і додаткової десульфурації під час позапічної обробки до [S]=0,0025%.
Крім того Україна є найбільшим виробником нафтогазових труб високого тиску, при виготовленні яких використовують сталь із особливо низьким змістом шкідливих домішок. Однак, через низьку якість, використовуваного металевого лома і застосування багатосірчастого коксу, масова частка сірки на початку позапічної обробки становить 0,050 - 0,080% (до 0,130%).
З перерахованого вище видно, що перед виробниками сталі повстають питання, пов'язані з вимогами ринку металопродукції; тобто металургійне підприємство повинне мати у своєму арсеналі технології і устаткування, що дозволяють: робити сталь широкого сортаменту; оперативно реагувати на зміну попиту на металопродукцію; знижувати енергоємність продукції; підвищувати якість продукції відповідно конкурентноздатності. Всі ці вимоги викликали необхідність впровадження в сталеплавильних цехах установок позапічної обробки сталі.
У процесі обробки на установці комплексного доведення сталі (агрегат ківш-піч), роблять продувку металу аргоном через пористу пробку (-ки) у днищі ковша. При цьому основними факторами, що визначають ефективність десульфурації сталі в ковші з основною футерівкою, є состав і кількість рафінуючого шлаку, ступінь розкислення металу, витрата аргону, що вдувається, сприятливому екстракційному рафінуванню. А оптимізація зазначених технологічних факторів сприяє підвищенню ефективності процесу десульфурації.
Однак рішення багатьох завдань технології позапічної обробки сталі вимагає досить повного розуміння про механізми формування структур:
-газової фази у висхідному газорідинному потоці («султані») над газопідводящим соплом;
-розподіл напрямку потоків рідини й величини їхніх швидкостей;
-області «відкритого глазу»;
-поводження границі розділу фаз шлак-метал під час перемішування
Дана робота присвячена дослідженню поведінки границі поділу фаз шлак-метал.
Реакції на поверхні шлак-метал відіграють вирішальну роль у сучасних ковшових процесах. У результаті перемішування забезпечується досить висока швидкість тепло - і масообміну в сталерозливному ковші. Швидкість цих реакцій визначає тривалість технологічної операції, а отже споживаної енергії.
Дана робота присвячена дослідженню поводження (емульгування) границі розділу фаз шлак-метал при позапічній обробці стали на АКП при продувці сталі аргоном
Робота складається із двох частин: моделювання і експериментальна частина.
У розділі моделювання вказуються важливість фізичного моделювання при дослідженні ковшових рафінуючих процесів, деякі особливості при проектуванні і конструюванні холодних фізичних моделей.
Представлений опис фізичної моделі, яка була застосована при дослідженні, а також результати спостережень дотичних структурних утворень, які наштовхнули на другу частину дослідження - промисловий експеримент.
У другій частині дослідницькій роботі запропонована спеціальна конструкція пробовідбірника, здійснювався промисловий експеримент. У цьому ж розділі приводяться результати експерименту їхній аналіз у тому числі із застосуванням ПК. На підставі аналізу експериментальних даних здійснена оцінка внеску процесу емульгування в кінцевий результат десульфурації
Розроблено методику відбору проби металу і шлаку на границі розділу фаз, проведений промисловий експеримент. На підставі проведеного експерименту встановлено, що при продувці сталі інертним газом у сталеразливочному ковші в зоні виходу газових міхурів має місце як пряме (метал у шлак), так і зворотне (шлаку в метал) емульгування. Установлено параметри диспергуючих часток. Так, розміри часток металу в шлаку становлять від 50 до 6000 мкм, причому частки від 50 до 270 мкм мають переважно кулясту форму, а більші - плоскі. Краплі шлаку у металі мають кулясту форму і діаметр до 50 - 60 мкм.
Оцінено кількість часток металу в шлаковій фазі і шлаків у металі при виникненні емульгування при продувці розплаву в сталерозливному ковші інертним газом. За відомою методикою розрахована тривалість перебування часток металу в шлаку і шлаків у металі. На підставі оцінки тривалості перебування часток проведена оцінка кількості шлаку, який потрапив до сталі і металу, який проходить через шлак в період продувки протягом 60 хв обробки. Відповідно до оцінки, орієнтовна кількість шлаку, який потрапив в сталь становить 80 кг, а металу, що проходить через шар шлаку - 23 т.
Оцінка показала, що внесок емульгування металу і шлаку у кінцевий результат десульфурації досить вагомий і становить близько 15 - 20%. При цьому, незважаючи на істотну різницю маси прийнятого в процесах прямого емульгування металу й рафінуючого шлаку при зворотньому емульгуванні внесок кожного в сумарний процес десульфурації практично однаковий.
Email: Proskurenko2008@yandex.ru