Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Оптимизация процессов раскисления и микролегирования конструкционных сталей порошковыми проволоками с алюминием и кальцием Чичкарев, Евгений Анатольевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Чичкарев, Евгений Анатольевич. Оптимизация процессов раскисления и микролегирования конструкционных сталей порошковыми проволоками с алюминием и кальцием : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.16.02.- Мариуполь, 1998.- 18 с.: ил.

Введение к работе

Диссертационная работа посвящена математическому моделированию и тимизации процессов раскисления и модифици-рования неметаллических лючений при обработке стали на установке доводки металла (УДМ) в їлеразливочном ковше (СК) и в ходе непрерывной разливки в промежуточном вше (ПК) машины непрерывного литья заготовок ( МНЛЗ).

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

Разливка стали на МНЛЗ предъявляет повышенные требования к ее теологическим свойствам. Общепризнанным способом улучшения зливаемости стали, раскислешюй алюминием, является обработка кальцием. В зультате подобной обработки, кроме того, достигается повышение асткчности, хладостойкости и изотропности механических свойств готового талла при получении определенного содержания кальция в стали.

Широко применяемая корректировка стали по химическому составу в де внепечной обработки в СК на УДМ не всегда обеспечивает заданное держание высокоактивных элементов ( в первую очередь кальция и алюминия готовой стали.

Использование ПК в качестве самостоятельной реакционной емкости для иплексной обработки стали в дополнение к внепечной обработке в СК гспечивает ряд преігмуществ при модифицировании, рафинировании и [кролегировашш ее высокоактивными элементами, вводимыми в жидкий талл при помощи порошковой проволоки (ПП).

Повышение требований к обеспечению остаточного содержания кальция в *бных марках стали и алюминия в низколегированных сталях ставит вопрос о [шональном режиме ввода кальция и алюминия, а также об оптимальном :пределегаш их порционных добавок между стальковшом и промковшом, гспечивающем необходимую концентрацию указашшх элементов в жидкой ши и готовом металле как с учетом процессов вторичного окисления, так и едотвращения затягивания сталеразливочных стаканов.

Реяснмы ввода и расход ПП с высокоактивными элементами на различных шах внепечной обработки жидкой стали (УДМ и ПК МНЛЗ) выбираются в говном эмпирически, поэтому их оптимизация на основе термодинамического злиза условий раскисления и модафицирования, а также математического делировапия тепло-масоообменных процессов является актуальной.

СВЯЗЬ РАБОТЫ С НАУЧНЫМИ ПРОГРАММАМИ, ПЛАНАМИ, ІМАМИ. Работа выполнялась в рамках научно - технической разработки 05/01012 Миннауки Украины "Комплексная технология получения особо лых непрерывнолитых сталей путем рафинирования и микролегирования зошковыми химически активными реагентами".

2 ЦЕЛЬ И-ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Снижение количества плавок, переназначаемых из-за несоответствия химического состава стали марочным требованиям, стабилизация остаточного содержания кальция и алюминия в готовой стали в заданных пределах за счет оптимизации режимов обработки стали ПП с алюминием и силикокальцием на основе уточнения термодинамических закономерностей раскисления стали и модифицироващш неметал-лических включений кальцием, разработки математической модели плавления ПП с различными наполнителями и усвоения их компонеіггов в ПК.

1. Разработана простая термодинамическая модель процессов
модифицирования неметаллических включений корунда кальцием для расчета
удельного расхода кальция, обеспечивающего заданный состав включений.
Обоснованы рациональные пределы регулирования содержания кальция в стали
на этапах внепечной обработки на УДМ и в ПК при непрерывной разливке.

2. Усовершенствован метод аппроксимации концентрационной
зависішости коэффициентов активности для систем с сильным взаимодействием
компонентов в расплаве, позволяющий строить кривые раскисления или
десульфурации жидкого железа высокоактивными элементами в широкой
области их остаточных концентраций.

3.Уточнены значения термодинамических параметров взаимодействия для систем Fe-Ca, Fe-Ca-Si, Fe-Ca-O-S.

4. Разработана математическая модель процесса плавления порошковой
проволоки и усвоения компонентов ее наполнителя, учитывающая изменение
пористости и теплофизических свойств порошкообразного наполнигеля в
зависимости от диаметра проволоки и пщродшшмические условия промковша
МНЛЗ.

5. Установлены оптимальные пределы скорости ввода порошковых
проволок с различными наполнителями в промковш МНЛЗ. В указанных
пределах степень усвоения их компонентов слабо зависит от скорости ввода
проволоки и определяется в основном физико-химическими свойствами расплава
наполнителя и условиями его диспергирования в ПК МНЛЗ

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ Результаты диссертационной работы использованы на металлур-гическом комбинате "Азовсталь" при разработке технологических рекомендаций, регламентирующих режимы внепечной обработки в стальковше на УДМ и в ПК .при непрерывной разливке стали порошковыми проволоками ( РТП 232-31-97, 232-32-97,232-54-97).

Термодинамическая модель модифицирования использованана для уточнения в зависимости от химсостава стали расхода ПП с силіжокальцием, обеспечивающего хорошую разливаемость стали и заданное общее содержание кальция, при обработке в СК на УДМ.

. з

Результаты моделирования процессов плавления и усвоения ПП использованы для оценки рационального соотношения пределов регулирования концентраций кальция и алюминия в стали на этапах внепечной обработки на УДМ и в ПК при непрерывной разливке, для разработки рационального режима ввода порошковой проволоки с различными наполнителями в промковш МНЛЗ в зависимости от условий разливки.Предложен режим ввода, алюминия в промковш, учшътающий изменение шггенсивности процессов вторичного окисления по ходу разливки одной плавки и от плавки к плавке.

Внедрение результатов диссертационной работы обеспечило снижение затрат на выплавку стали и уменьшение до 0.22-0.24 % количества переназначений плавок низколегированных сталей по нижнему пределу содержаїшя алюминия. Долевой экономический эффект соискателя составил 393000 грн.

ШЧНЫЙ ВКЛАД СОИСКАТЕЛЯ. Автором выполнен анализ термодинамических условий раскисления и модифицирования стали, а также способов аппроксимации концентрационной- зависимости коэффициентов активности компонентов расплавов. Усовершенствована форма аппроксішащш концентрационной зависимости коэффициентов активности для систем с сильным взаимодействием компонентов в расплаве, предложена термодинамическая модель процессов модифицирования включений корунда кальцием. В результате исследования процессов тепло- и масссобмена при обработке стали порошковой проволокой в промковше разработана математическая модель; плавления проволоки и усвоения компонентов ее наполнителя, составлены программы и проведены численные эксперименты по исследованию влияния режимов ввода на усвоение компонентов наполнителя. Разработаны и внедрены в промышленных условиях конвертерного цеха МК "Азовсталь" рациональные режимы обработки стали порошковыми и монолитными прозолоками с кальцием и алюминием.

АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ. Основное содержание диссертационной работы докладьшалось и обсуждалось на III, IV и V региональных научно-технических конференциях ( Мариу-поль, ПГТУ, 1996, 1997, 1998 гг. ), на научно-технической конференции "Металловедение и термическая обработка металлов " ( Донецк, 1996 г.), на научных семинарах ИПМ НАН Украины, на технических совещаниях ОАО МК "Азовсталь", на научных семинарах кафедры теории металлургических процессов ПГТУ.

ПУБЛИКАЦИИ. Основное содержание работы отражено в б публикациях.

4 СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, глав, выводов, перечня ссьшок из 141 наименования, приложений и содержи 105 страниц машинописного текста, 21 рисунок и 13 таблиц.