Разработка и опробование технологии плазменного подогрева стали в промежуточном ковше при непрерывной разливке и исследование её влияния на структуру и свойства литой деформированной стали - Диссертация
Анализ состояния и тенденции развития методов регулирования температуры стали в промежуточном ковше. Создание модельной установки плазменного подогрева стали. Лабораторное исследование образцов металла, разлитого с применением данной технологии.
При низкой оригинальности работы "Разработка и опробование технологии плазменного подогрева стали в промежуточном ковше при непрерывной разливке и исследование её влияния на структуру и свойства литой деформированной стали", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ черной металлургии им. РАЗРАБОТКА И ОПРОБОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЛАЗМЕННОГО ПОДОГРЕВА СТАЛИ В ПРОМЕЖУТОЧНОМ КОВШЕ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЕЕ ВЛИЯНИЯ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ЛИТОЙ И ДЕФОРМИРОВАННОЙ СТАЛИВ решении задачи повышения качества жидкой стали важная роль отводится промежуточному ковшу (ПК, промковш). До недавнего времени ПК традиционно рассматривался как промежуточная емкость, устанавливаемая между сталеразливочным ковшом (стальковшом) и кристаллизатором, задачей которой было обеспечение постоянного напора металла, поступающего в кристаллизатор, снабжение и распределение жидкой стали между различными кристаллизаторами установки непрерывной разливки стали с постоянной скоростью. Плазменный подогрев металла в промежуточном ковше имеет ряд преимуществ в части достижения оптимальной макроструктуры слитка по сравнению с методом электромагнитного перемешивания и является альтернативой химическому подогреву в сталеплавильном ковше и обработке металла на установке ковш-печь [2]. Технологию плазменного подогрева стали в промковше используют многие зарубежные фирмы: Nucor Steel (США) [3], NIPPON STEEL NKK (Япония) [4], SOLLAC (Франция) [5] и 5 др. Эффективность нагрева определяется многими факторами, такими как направление и скорость потоков металла в промежуточном ковше, количество шлака на поверхности металла, скорость разливки, конфигурация промежуточного ковша и его свода, длина и сила тока дуги [2].Промежуточный ковш, являющийся последней емкостью на пути стали к кристаллизатору, предназначен для приема металла из сталеразливочного ковша и распределения его по кристаллизаторам. Выбирая емкость промковша, необходимо, чтобы было выдержано так называемое «резистентное время» нахождения металла в промковше при разливке (8-10 мин), в течение которого происходит всплытие неметаллических включений из стали [6, 10]. На современных установках сталь заливают в промежуточный ковш через удлиненный погружной стакан с поддувом нейтрального газа. С той же целью, для уменьшения взаимодействия металла с воздухом, а также для теплоизоляции, ковш накрывают крышкой, а на зеркало металла в ковш присаживают флюсы, из которых формируются шлаки умеренной основности, способные абсорбировать продукты раскисления и эффективно препятствовать насыщению стали газами [9]. Особое внимание уделяют такому новому способу рафинирования металла, как фильтрация включений при пропускании металла через специальные отверстия в перегородках, устанавливаемых во внутренней полости промежуточного ковша [6].Практика разливки стали из большегрузных сталеразливочных ковшей в течение длительного времени, которое достигает 80-90 мин, показала, что за время разливки средняя температура металла в сталеразливочном ковше существенно снижается, кроме того возникает значительная разница температуры металла по высоте ковша. Значительная разница температуры стали по высоте сталеразливочного ковша и изменение средней температуры стали в сталеразливочном ковше в течение разливки определяют характер изменения температуры стали в промковше. Снижение температуры металла в промковше при необходимости осуществляется относительно простыми методами: производится регулирование температуры стали в сталеразливочном ковше (добавкой в ковш скрапа, продувкой инертным газом, погружением в металл стальной болванки и т.п.) [29]. Ориентировочные затраты материалов в данном методе: - алюминий - 2,5-2,6 кг/т стали (1 кг алюминия обеспечивает нагрев 1 т стали на 23-25 °С); - кислорода - 1 н. м3/т стали; По имеющимся данным [3], что при использовании азота в плазмотронах, подогревающих сталь в промковше, за все время разливки концентрация азота в стали увеличивается на ~0,0006 %, что является допустимым для большинства выплавляемых в тот период на заводах компании «Nucor Steel» сталей.На рисунке 1.5.1 представлен промежуточный ковш для непрерывной разливки с плазменным подогревом [45]. Промковш разделен на приемную и разливочную камеры двумя неполными перегородками (порогами), которые не пропускают в разливочную камеру слой расплавленного шлака, находящегося на поверхности металла в приемном отсеке. Приемный и разливочный отсеки промковша закрыты общей крышкой, в которой предусмотрены отверстия для стопора, защитной трубы и плазмотронов. Участок крышки в районе расположения плазмотронов имеет выпуклую форму в виде свода для обеспечения возможности растягивания дуг плазмотронов, увеличивая напряжение на дуге и мощность подогрева. Недостатком данной конструкции является то, что разливочная камера, по сути, совмещена с отсеком для подогрева, то есть, нет отдельной камеры для плазменного подогрева.Стремление к достижению стабильности процесса непрерывной разливки, а также к получению непрерывнолитых заготовок высокого качества диктует требование к стабильности температуры стали и ее оптимальному значению при подаче расплава в кристаллизатор.
План
Содержание
Введение 5
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ
МЕТОДОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ СТАЛИ В ПРОМЕЖУТОЧНОМ КОВШЕ
УНРС 10
1.1. Роль промежуточного ковша 10
1.2. Изменение температуры металла в промежуточном при разливке 13
1.3. Методы регулирования температуры метала в промежуточном ковше 16
1.4. Обзор существующих установок плазменного подогрева стали в промежуточном ковше
