Дослідження фізико-хімічних особливостей і розробка поліреагентних способів позапічної обробки конвертерної сталі поліпшеної якості - Автореферат

Робота проводилася відповідно до Національної програми розвитку ГМК України до 2010 р., підготовленої відповідно до Ухвали Верховної Ради України № 166-XIV від 6 жовтня 1998 р., і «Концепцією розвитку ГМК України до 2005-2010 р.», затвердженої Урядом України, комплексними цільовими програмами «Метал», «Чиста сталь», «Метал-прокат, «Хладостойкая сталь», Ухвалами Ради міністрів, Держкомітету по науці і техніці, і координаційними планами міністерств і відомств по напрямах «Сталеплавильне виробництво», «Конвертерне виробництво» і «Позапічна обробка сталі», а також в рамках НДДКР «Освоєння у виробництві технологічних процесів виплавки сталі підвищеної якості: мікролегування, рафінування і доведення металу в ковші» (№ ДР 01840087198), «Відпрацювання і впровадження технології рафінування, модифікування, мікролегування і доведення сталі в ковші за хімічним складом порошкоподібними і кусковими матеріалами в ковшах великої місткості з основною і високоглиноземною футерівкою» (№ ДР 01840037723). Розроблено і впроваджено технологічні процеси виробництва сталі у великовантажних 350-т конвертерах із застосуванням поліреагентних позапічних способів десульфурації сталі рафінуючими сумішами на основі рідких СШ і ТШС, рафінування і модифікування порошкоподібними реагентами, вакуумування, мікролегування і коректування складу сталі присаджуванням феросплавів з одночасною обробкою аргоном. В переліку наукових праць, представленому в авторефераті, автором особисто: виконана оцінка вживаних методів позапічної обробки металу; сформульовані умови для підвищення ефективності рафінувальних процесів [1, 17, 19, 29, 30]; поставлені задачі і визначені фізико-хімічні характеристики процесів рафінування сталі від шкідливих домішок і НВ, на підставі результатів досліджень здійснена участь в розробці технологічних процесів позапічної обробки сталі [16, 18, 28, 31, 32]; організовані експериментальні дослідження і отримані первинні дані по позапічному модифікуванню НВ сталі рідкоземельними металами, виконано аналіз даних з участю у формулюванні висновків [13]; отримані основні наукові результати оцінки фізико-хімічних процесів при позапічній обробці сталі [20], на підставі результатів експериментів отримані основні висновки про вплив різних способів позапічного рафінування сталі [21, 23, 27]; поставлені задачі, оброблені дані досліджень дії технологічних параметрів на процес насичення металу газом при позапічному рафінуванні сталі і модифікуванні НВ [7, 22, 25]; сформульовані задачі досліджень, виконані дослідження з участю в створенні математичних моделей поведінки водню в штрипсовій сталі Х70 за стандартом API 5L [7, 12, 14, 15] і отримання в сталі ASTM (A514)/(A514M) концентрації «ефективного» бору, що забезпечує оптимальну прогартовуваність листа, розроблена технологія позапічного мікролегування сталі бором [24]; проведені дослідження фізико-хімічних властивостей рафінуючих шлаків з участю в організації і проведенні лабораторних експериментів, аналізі отриманих експериментальних даних і формулюванні висновків [26]. В розділах 1, 2 «Узагальнення досвіду виробництва сталі підвищеної якості із застосуванням позапічної обробки металу» і «Теоретичні і технологічні особливості процесів виплавки металу у великовантажних 350-т конвертерах з подальшою комплексною позапічною обробкою сталі» виконано аналіз літератури, який підтвердив позитивну роль процесів позапічної обробки металу в підвищенні якості сталі. Допустима концентрація сірки в сталі, наприклад, не більше 0,003 % для сталі Х65 і Х70, не більше 0,004 % - для сталі 20ЮЧ, 20ЮЧШ, не більше 0,005 % - для сталі 10Г2ФБ, 10Г2БТЮ, не більше 0,006 % - для сталі 09Г2ФБ, 10Г2БТ, і ін., не більше 0,015 % - для сталі за зарубіжними стандартами DIN, ASTM, JIS і ін., обумовлює застосування поліреагентних технологій рафінування.На підставі теоретичних узагальнень і експериментальних досліджень процесів виробництва якісних сталей в рамках вирішення проблеми підвищення конкурентоспроможності металопродукції встановлено закономірності фізико-хімічних процесів в системі метал-шлак-газ, що дозволили розробити і впровадити поліреагентні процеси позапічної обробки сталі у великовантажних 350-т сталерозливних ковшах, які включають рафінування сталі активними шлаковими сумішами і обробкою інертним газом, мікролегування і модифікування сталі, вакуумування, підготовку сталі за хімічним складом і температурою до розливання на МБЛЗ. Вперше за допомогою математичного моделювання із залученням концепції оптичної основності оксидних розплавів L встановлено, що оксидні розплави на основі ТШС (САО CAF2) мають більш високу потенційну схильнисть для рафінування сталі в порівнянні з розплавами на основі СШ. Теоретичним і експериментальним шляхами підтверджено, що збільшення десульфуруючої здатності активних шлаків для рафінування сталі супроводжується зростанням їх водної ємності і можливим збільшенням наводнювання металу при його позапічному рафінуванні. Вперше на підставі встановлених закономірностей модифікуваня НВ в ста