Теоретичні основи, розробка і впровадження ресурсозберігаючої технології виплавки сталі в кислих електропечах - Автореферат

Державна металургійна академія України Автореферат дисертації на здобуття вченого ступеня доктора технічних наукДисертація присвячена питанням створення комплексу нових і удосконалення існуючих технологічних процесів виробництва кислої електросталі (плавки, розливання, футеровки), які забезпечують підвищення продуктивності, економічності і якості. Робота включає в себе теоретичне обґрунтування, дослідження, розробку і впровадження високопродуктивної і економічної технології виплавки сталі в кислих дугових електропечах з підвищеним вмістом кремнію в шихті, технології розкислення феромарганцем у ковші кислої сталі, виплавленої в дугових електропечах у взаємозвязку з температурним режимом розливання; раціональної технології виплавки сталі в індукційних печах середньої частоти; монолітної футеровки сталеплавильних печей і сталерозливних ковшів. Проведено порівняльне дослідження якості сталі, виплавленої за традиційною (активним процесом) і новою (з підвищеним вмістом кремнію в шихті) технологією. Работа включает теоретическое обоснование, исследование, разработку и внедрение высокопроизводительной и экономичной технологии выплавки стали в кислых дуговых электропечах с повышенным содержания кремния в шихте; технологии раскисления ферромарганцем в ковше во взаимосвязи с температурным режимом разливки; рациональной технологии выплавки стали в индукционных печах средней частоты; монолитной футеровки сталеплавильных печей и сталеразливочных ковшей. Новая технология выплавки стали позволила значительно повысить стойкость футеровки, сократить присадку ферросилиция, уменьшить расход электроэнергии, повысить производительность печей и снизить себестоимость стали.Значні резерви в галузі економії матеріальних і трудових ресурсів, зниження собівартості, підвищення продуктивності праці і поліпшення якості приховуються в технології виробництва сталі в кислих електропечах, які широко застосовуються в промисловості. У цьому плані традиційні технологічні процеси виплавки сталі в кислих електропечах (активний, кремнієвідновлюваний, напівкремнієвідновлюваний) потребують корінного вдосконалення на підставі глибоких фундаментальних досліджень. Метою роботи є розвязання важливої задачі - створення комплексу нових і вдосконалення існуючих технологічних процесів виробництва кислої електросталі (плавки, розливки, футеровки), які забезпечують підвищення продуктивності, економічності і якості. Запропонована технологія створює такі можливості ресурсозбереження: ефективне використання в шихті для виплавки кислої електросталі відходів від штамповки електротехнічних сталей; економія феросиліцію за рахунок більш повного використання кремнію шихти; економія феромарганцю за рахунок розкислення сталі феромарганцем у ковші; економія дефіцитних вогнетривких виробів за рахунок впровадження монолітної футеровки стін електросталеплавильних печей і сталерозливних ковшів; скорочення витрат електроенергії за рахунок можливості переходу на циліндричні кожухи дугових печей замість конічних при застосуванні технології монолітної футеровки; зниження трудомісткості ремонтних робіт за рахунок застосування монолітних футеровок. Практична цінність роботи в плані підвищення якості кислої електросталі і, відповідно, стальних відливок полягає в такому: менший вміст у готовій сталі кисню і неметалевих включень; більш високий вміст залишкового алюмінію в сталі і за рахунок цього підвищення пластичності, ударної вязкості сталі і зменшення схильності стальних відливок до утворення в них ситовидної пористості; більш стабільний склад сталі; забезпечення необхідних магнітних властивостей сталі; поліпшення якості поверхні відливок.Аналіз фізико-хімічних умов проведення плавки на шихті з підвищеним вмістом кремнію показує, що в період плавлення відбувається розкислення металу, завдяки чому вміст кисню у металі після розплавлення зменшується і зберігається зниженим протягом усієї плавки і в готовому металі (порівняно з плавкою на вуглецевому брухті). Результати визначення залишкового [Al] в проведених плавках сталей 25 Л і 35Л, одержаних в 5-тонних печах з кислою футеровкою і використанням у шихті кремнієвміщуючих відходів у період по 1997 р., показали, що при виплавці сталі з використанням у шихті кремнієвміщуючих відходів і розкисленні 0,15% алюмінію 99% металу вміщує ?0,02% Al залишкового, а 87% металу - ?0,04%, що характеризує добре розкислення сталі. Таким чином, підвищений вміст Si в шихті для плавки вуглецевої сталі в дуговій печі з кислою футеровкою приводить до зменшення вмісту [O] і підвищення вмісту залишкового алюмінію в сталі. В шихту для плавки вуглецевих сталей в дугових печах з кислою футеровкою вводять кремній (або у вигляді відходів від штампування електротехнічних сталей, або у вигляді феросиліцію) з таким розрахунком, щоб його вміст після розплавлення був на верхній чи середній межі заданої марки сталі.

2. Основний зміст роботи