Введение к работе
Актуальность работы заключается в определении возможности предвидеть растворимость азота в металлических расплавах в зависимости от их химического состава, температуры, парциального давления азота в газовой фазе, а также в необходимости знать кинетические характеристики процесса, как функции от условий проведенні процесса выплавки и внепечной обработки стали.
Перспективным является способ легирования стали газообразным азотом при её внепечной обработке в ковше. С целью интенсификации продувки и повышения эффективности усвоения азота предлагается способ комбинированной продувки: снизу через погружную фурму и обдувом сверху через конус.
Способ отличается простотой и экономичностью и позволяет точно прогнозировать содержание азота в металле.
Но большое влияние на усвоение азота сталью при этом оказывает гидродинамика жидкой ванны. В этой связи требуется проведение исследований в лабораторных и промышленных условиях для определения необходимых условий и параметров продувки.
Цель работы:
-
Разработка новых экономнолегированных марок стали с необходимым уровнем технологических и эксплуатационных свойств.
-
Исследование термодинамических и кинетических закономерностей насыщения азотом сталей.' легированных хромом, никелем, марганцем и др. элементами.
-
Изучение поведения азота в процессе продувки жидкой стали в ковше, его поведения при кристаллизации и его влияния на комплекс основных литейных, механических и рабочих характеристик высоколегированных сталей.
-
Промышленные исследования и внедрение азотсодержащих сталей в производство.
Научная новизна:
- разработаны на основании проведенных лабораторных и промышленных исследований новые экономнолегированные азотсодержащие марки сталей-заменителей классических сталей (жаростойких -40Х24НІ2СЛ, 20Х25НІ9С2Л, коррозионностойких - ЭИ 943, износостойких - 110Г13ФТЛ), не уступающие им по свойствам. Предложена технология их производства. При этом доказано положительное влияние азота на комплекс литейных, механических и эксплуатационных характеристик.
- предложен способ азотирования, заключающийся в том, что
азотирование жидкой стали в ковше осуществляется путем комби
нированной продувки металла двумя потоками газообразного азота:
снизу через головку фурмы и сверху - струями азота, подаваемого
через сопла защитного конуса на оголенную от шлака поверхность
металла.
- разработана экспериментальная установка и методика про
ведения экспериментов для изучения кинетических закономерностей
процесса газового легирования стали азотом при комбинированной
продувке расплава азотом.
установлены кинетические закономерности насыщения жидкой стали газообразным азотом при ее комбинированной внепечной обработке в ковше.
установлена возможность интенсификации процесса насыщения металла азотом и защита его поверхности от вторичного окисления при комбинированной продувке жидкой стали в ковше струями азота в зоне дутья и на поверхности металла под конусом защиты.
- разработана математическая модель, позволяющая определять степень насыщения металла азотом' при различных и многообразных параметрах внепечной обработки, которая дает возможность прогнозировать получение необходимой концентрации азота в стали и, соответственно, экономить значительное количество дорогостоящих и все более дефицитных легирующих элементов при получении при этом качественных, бездефектных стальных изделий.
Практическая значимость:
разработаны и предложены к использованию в производстве новые экономнолегированные стали, имеющие в своем составе пониженное содержание дорогих и дефицитных легирующих элементов Мп, Ni, Ті и обладающие при этом хорошими технологическими и эксплуатационными свойствами.
предложен новый способ легирования газообразным азотом жидкой стали в ковше, заключающийся в комплекснок продувке (через погружную фурму и обдуве сверху оголенной от шлака поверхности металла).
разработаны и предложены к использованию алгоритм и программа для расчета параметров газового легирования на основе математической модели процесса внепечной обработки жидкой стали в ковше, которая дает возможность оперативно контролировать ход насыщения стали азотом при различных технологических режимах и параметрах продувки.
б
Апробация работы:
Исследования проводились на следующих предприятиях:
-
«УЗБЕКХИММАШ» (г. Чирчик)
-
«ЦЕНТРОЛИТ» (г. Саранск)
-
«МАЗ» ( г. Минск)
-
ЛНПОА «ЗНАМЯ ТРУДА» (г. Санкт-Петербург)
-
«ОЗММ» (г. Старый Оскол)
Основные результаты работы докладывались, обсуждались и положительно оценены в трудах научно-технических конференций:
-
1 Всесоюзная конференция по жаростойким сталям. г. Звенигород, 1989 г.
-
Межрегиональная НТ конференция, г, Миасс, 2004 г.
-
Межрегиональная НТ конференция МГТУ. г. Магнитогорск, 2005 г.
-
Международная НТ конференция г. Череповец, 2005 г.
-
Региональная НТ конференция СТИ МИСиС. г. Ст. Оскол, 2005 г
Структура и об-ьем работы
Диссертация изложена їй/У0 страницах машинописного текста, содержите рисунков, 2 о таблиц и состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из д ^наименований , приложений.
