Реферат

«Исследование влияния технологии раскисления и легирования стали на степень усвоения легирующих элементов»

Введение

В современных условиях активное внедрение украинских производителей стали в мировой рынок требует соответствующей сертификации металлопродукции, отвечающей по качественным характеристикам международным стандартам. Это достигается наличием на предприятиях черной металлургии Украины и, в частности, в сталеплавильном производстве необходимого оборудования и высокоэффективных технологических процессов выплавки и разливки стали, а также использование высокотехнологичных и более экономичных материалов.

Актуальность темы

Используемая в настоящее время технология производства стали, предусматривает при выпуске металла из сталеплавильного агрегата в ковш предварительное раскисление. Для раскисления используют чушковый алюминий, ферросилиций, силикокальций. В качестве альтернативы FeSi предлагается к применению комплексный раскислитель, виде карбид кремния (SiC), определенной фракцией и химического состава.

Предлагаемая технология раскисления основана на высоком сродстве к кислороду карбида кремния, при этом активность комплексного раскислителя (SiC) близка к активности алюминия и на много выше, чем отдельно у кремния и углерода.

В настоящее время при наличии агрегатов печь-ковш, окончательное раскисление также может быть обеспечено SiC путем раскисления шлака в ковше, тем самым частично отказаться от алюминия.

Другим положительным фактором, является факт значительного улучшения качества стали по структуре неметаллических включений.

Основные результаты

Согласно полученным данным опытных плавок с использованием карбида кремния металлургического (SiC), видно, что степень усвоения элементов Si, C, Mn на выпуске металла в ковш, зависит от содержания углерода, — чем больше содержание углерода, тем выше степень усвоения элементов.

Анализ полученных результатов (при сопоставимых начальных условиях: вес плавки, длительность обработки на УКП, расход электроэнергии, начальный хим. состав металла, расход раскислителей) показал следующее:

• усвоение кремния от выпуска до начала обработки плавки на УКП на опытных и сравнительных плавках практически не отличаются (31,4% и 30,6%, соответственно)
• сквозное усвоение углерода, кремния и марганца выше на опытных плавках — 96,3%; 44,1% и 92,6% против 87,4%; 38,0% и 88,0% на сравнительных, соответственно
• степень десульфурации и степень использования извести на удаление серы также выше на опытных плавках — 76,4% и 7,1% против 72,8% и 6,3% на сравнительных

Несколько лучшая степень десульфурации на опытных плавках объясняется тем, что на сравнительных плавках для науглероживания металла использовались антрацит (АС) и УСМА (АШ), которые вносят дополнительное количество серы и золы, ухудшая тем самым показатели процесса рафинирования металла.

Более высокие усвоения кремния и марганца связаны с физико-химическими процессами, происходящими при усвоении карбида кремния металлом, в результате чего активность кислорода снижается в большей степени, чем при использовании ферросилиция и, соответственно, угар кремния и марганца в данных условиях меньше.

Выводы

Сквозное усвоение элементов опытных плавок с использованием карбида кремния металлургического выше, чем сравнительных плавок с использованием ферросилиция ФС65 и ФС45.

Экономический эффект при использовании карбида кремния вместо ферросилиция ФС65 и ФС45 при выплавке стали марки Ст3сп, разливаемой на МНЛЗ открытой струей, составил 19,25 грн/т, в том числе при замене ФС65 на карбид кремния 4,46 грн/т и при замене ФС45 на карбид кремния 1,67 грн/т, соответственно.

Учитывая отсутствие в карбиде кремния вредных примесей, присутствующих в ферросилиции (цветные металлы, растворенные газы), а также при использовании его в технологии внепечной обработки стали на УПК, следует ожидать улучшения качественных показателей по механическим свойствам, содержанию неметаллических включений и газов в готовом прокате, и как следствие, уменьшение затрат на производство некоторых марок стали не требующих дополнительной обработки в виде вакуумирования.

Литература

1. И. С. Кайнарский, Э. В. Дегтярева Карборундовые огнеупоры. Харьков. 1963. — 252с.
2. В. Е. Лейкин, П. А. Сахарук Электрометаллургия стали и ферросплавов. Москва. 1960. — 600 с.
3. Металлургическая и горнорудная промышленность. 2002. №10. с. 103–104
4. П. И. Сорока, А. В. Попов Термодинамический анализ процесса получения карбида кремния из рисовой шелухи //Вопр.химии и хим.технологии. — 2003.—№1.— с. 142–145.
5. Д. А. Дюдкин, С. Ю. Бать Производство стали на агрегате ковш-печь. Донецк.2003. — 305 с.
6. Д. А. Дюдкин, В. В. Кисиленко Производство стали. Москва. 2008. — 544 с.

Примечание

При написании данного автореферата квалификационная работа магистра еще не завершена. Дата окончательного завершения работы: 1 декабря 2011 г. Полный текст работы и материалы по теме работы могут быть получены у автора или его научного руководителя после указанной даты.