Оптимізація процесів розкислення і мікролегування конструкційних сталей порошковими дротами з алюмінієм та кальцієм - Автореферат

В результаті такої обробки досягається, крім того, підвищення пластичності, холодностійкості та ізотропності механічних властивостей готового металу при отриманні певного вмісту кальцію в сталі. Корегування сталі за хімічним складом під час позапічної обробки в СК на УДМ, яке широко застосовується, не завжди забезпечує заданий вміст високоактивних елементів (в першу чергу, кальцію і алюмінію) в готовій сталі. Використання ПК в якості самостійної реакційної ємності для комплексної обробки сталі в доповнення до позапічної обробки у СК надає ряд переваг при модифікуванні, рафінуванні та мікролегуванні її високоактивними елементами, що вводяться до рідкого металу за допомогою порошкового дроту (ПД). Підвищення вимог до забезпечення залишкового вмісту кальцію в трубних марках сталі і алюмінію в низьколегованих сталях ставить питання про раціональні режими введення кальцію і алюмінію, а також про оптимальний розподіл їх порційних добавок між стальковшем і промковшем, який забезпечує необхідну концентрацію означених елементів у рідкій сталі та готовому металі як з урахуванням процесів вторинного окислювання, так і запобігання затягування сталерозливних стаканів. Режими введення і витрата ПД з високоактивними елементами на різних етапах позапічної обробки рідкої сталі (УДМ і ПК МБЛЗ) обираються в основному емпірично, тому їхня оптимізація на основі термодинамічного аналізу умов розкислення і модифікування, а також математичного моделювання тепломасообмінних процесів є актуальною.На основі аналізу сучасних напрямків розвитку технології позапічної обробки і безперервного розливання сталі показана зростаюча роль промковша як самостійної реакційної ємності, в яку переносяться багато операцій позапічної обробки. На основі аналізу експериментальних результатів встановлено, що для умов СК швидкість введення ПД, його діаметр, температура металу помітно впливають на результати обробки. Встановлені межі, в яких можлива обробка сталі ПД в промковші, але залишається незясованим вплив параметрів самого ПД, режиму введення і розливання на результати обробки.Результати експериментального визначення добутків розчинності і для розкислення і десульфурації заліза кальцієм значно перевищують значення відповідних констант рівноваги, розраховані за термодинамічними даними. Внаслідок сильного взаємного впливу кальцію і кисню або кальцію і сірки в розплаві для розрахунку їх активностей необхідне використання параметрів взаємодії не тільки першого, але й більш високого порядку. Для відносно концентрованих розчинів з сильною взаємодією компонентів, коли ускладнене подання термодинамічних властивостей розчинів у вигляді степеневих рядів за Вагнером, запропоновані різноманітні варіанти покращення апроксимації (модифікований формалізм параметрів взаємодії, дробово-раціональна апроксимація для нескінченно розбавленого за одним з компонентів розчину та інші). Наприклад, при розкисленні або модифікуванні неметалевих включень корунда кальцієм звичайно [Ca]~ [O], і необхідно враховувати перехресну взаємодію другого порядку.При модифікуванні включень корунда в сталі, розкисленій алюмінієм, утворюються алюмінати кальцію, склад яких визначається умовами рівноваги реакції: (8) Як результати прямого аналізу неметалевих включень (НВ), так і склад включень, розрахований на основі визначення загальних вмістів кисню і кальцію в сталі, звичайно добре узгоджуються з розрахунком рівноважного складу включень за рівнянням (9).На процеси вторинного окислювання під час безперервного розливання впливає ціла низка різноманітних факторів: контакт струменя металу з повітрям, склад покривного шлаку і матеріал футеровки ПК, кількість і склад ківшового шлаку, який потрапляє до ПК наприкінці розливання плавки, склад захисної суміші в кристалізаторі та ін. Аналіз швидкості зниження концентрацій алюмінію і кальцію в процесі безперервного розливання серії плавок показав, що зниження вмісту обох елементів помітно змінюється як під час розливання однієї плавки, так і при переході від плавки до плавки. Щодо результатів аналізу металу плавок, оброблених силікокальцієм в стальковші, безпосередньо після обробки кальцієм [O] общ=0.0042-0.0053 і <0.0027-0.0034; в промковші [O] общ=0.0030-0.0036 і <0.0018-0.0022 %, зниження вмісту кальцію складає 0.0009-0.0011%.При обробці металу в промковші ПД звичайно вводять в приймальну секцію. Наявність в ній розвиненої рециркуляційної течії призводить до плавлення ПД здебільшого в режимі поперечного обтікання змушеними конвективними потоками. порошковий дріт кальцій сталь Інтенсивність конвекції визначається щільністю енергії перемішування металу в промковші падаючим струменем. Вважаючи, що більша частина кінетичної енергії струменя металу, що падає зі стальковша до промковша, витрачається на перемішування розплаву в приймальній секції,її щільність можна оцінити як u.= g. h/G, (11) де h - тиск металу на зрізі стакану стальковша; Критеріальна залежність для розрахунку коефіцієнту тепловіддачи від рідкої сталі до поверхні дроту в умовах поп

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ