Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ
I. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРОЦЕССАХ РАСКИСЛЕНИЯ И РАФИНИРОВАНИЯ СТАЛИ JL
1.1. Существующие взгляды на термодинамику и кинетику раскисления
1.1.1. Растворение и распределение раскислителей в объеме расплава
1.1.2. Реакция взаимодействия раскислителя с кислородом 9
1.1.3. Зарождение продуктов раскисления II
1.1.4. Удаление неметаллических включений и их переход в шлак 17
1.1.5. Образование и удаление скоплений неметаллических включений 20
1.1.6. Переход неметаллических включений через границы раздела фаз металл-шлак и их поглощение шлаковым расплавом...
1.1.7. Вторичное окисление при выпуске и разливке -дополнительное образование неметаллических частиц в стали. 24
1.2. Применение РЗМ для раскисления и микролегирования стали 25
1.2.1. Неметаллические включения РЗМ в промышленных сталях 30
1.2.2. Удаление неметаллических включений РЗМ из стали.
1.2.3. Влияние вторичного окисления на природу неметаллических включений РЗМ 33
1.3. Внепечные методы борьбы с неметаллическими включениями и другими вредными примесями. 35
1.4. Выводы и постановка задачи 38
2. ИЗУЧЕНИЕ УСЛОВИЙ ВЫДЕЛЕНИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ РЗМ В КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ II0F 40
2.1. Методика проведения опытов 40
2.2. Полученные результаты и их обсуждение
2.2.1. Оксидные включения в системе Ге О—РЗМ... 45
2.2.2. Оксисульфидные и сульфидные включения в системе Fe-0-РЗМ 59
3. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ВЫДЕЛЕНИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ФАЗЫ В КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ НОГ ПРИ ВВЕДЕНИИ РЗМ 65
3.1. Расчет условий образования оксидов церия 65
3.2. Влияние кислорода на выделение сульфидной фазы 70
4. РАФИНИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ ПРИ СОВМЕЩЕНИИ ОПЕРАЦИЙ ШЛАКОВОЙ ОБРАБОТКИ И ВВЕДЕНИЯ РЗМ 80
4.1. Методика проведения опытов
4.2. Результаты экспериментов и их обсуждение 82
4.3. Методика проведения экспериментов по рафинированию стали шлаковыми смесями 86
4.4. Результаты экспериментов и их обсуждение 92
4.5. Рекомендации по совершенствованию внепечного рафинирования конструкционной стали типа 107
ВЫВОДЫ 109
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1
Введение к работе
Основной задачей, стоящей перед алжирской металлургией является существенное повышение качества выплавляемой стали. Прежде всего это относится к конструкционному металлу, который пока еще не удовлетворяет требования потребителей по эксплуатационным характеристикам. Используемые в настоящее время технологии выплавки этих марок стали в дуговых электропечах и особенно внепечного рафинирования не обеспечивают необходимой чистоты металла по таким вредным примесям как кислород, сера и неметаллические включения, во многом определяющих качество готовой металлопродукции.
Рост требований к свойствам стали всегда опережает развитие технологических приемов, направленных на повышение чистоты металла. Вследствие этого существует необходимость дальнейших изысканий эффективных способов рафинирования стали и снижение вредного влияния примесных элементов, проведения детальных исследований образования и удаления неметаллических включений.
В этой области накоплен значительный теоретический и экспе-риментальный материал. Однако, несмотря на значительный прогресс в теории и практике раскисления и рафинирования стали, металлурги все еще не могут в полной мере управлять процессами формирования и удаления продуктов раскисления, прогнозировать состав, количество, форму и размеры неметаллических включений. Это связано прежде всего со сложностью и многостадийным характером протекания процессов выделения и удаления неметаллической фазы, с применением широкого спектра комплексных раскислителей, десульфи-рующих и модифицирующих микродобавок.
В настоящее время при производстве стали широко применяются высокоактивные элементы такие, например, как редкоземельные ме таллы, обладающие высоким сродством к кислороду, сере и другим примесям. Благоприятное воздействие редкоземельных металлов на природу, форму и размер неметаллических включений общепринято. Однако условия выделения и удаления различных типов частиц редкоземельных элементов пока до конца не изучены, а количество, способ и место ввода этих металлов часто подбирают эмпирически. Все сказанное выдвигает перед металлургами новые проблемы, требующие более глубокого проникновения в природу процессов раскисления, легирования и рафинирования металла.
Повышение качества металла во многом связано с дальнейшим совершенствованием внепечных методов обработки стали. Б частности это относится к шлаковой обработке металла при выпуске и разливке. Как показывают предыдущие исследования, здесь имеются еще значительные резервы повышения эффективности рафинирования стали от кислорода, серы и неметаллических включений.
Б свете изложенного настоящая работа посвящена дальнейшему теоретическому и экспериментальному исследованию процессов, протекающих при раскислении и легировании металла, и совершенствованию на этой основе технологии внепечного рафинирования конструкционной стали.
В первой главе рассмотрены современные представления о термодинамике и кинетике процессов раскисления стали, применение редкоземельных металлов в черной металлургии, и методы борьбы против вредных примесей в стали, в том числе и неметаллические включения.
Во второй главе обсуждаются экспериментальные данные, полученные при изучении условий выделения различных типов оксидных, оксисульфидных и сульфидных частиц РЗМ как в конструкционной стали, так и в железе.
В третьей главе проведены расчеты кривой раскисления РЗМ в конструкционной стали, последовательности реакций образования оксидов, сульфидов и оксисульфидов РЗМ и, наконец, расчет кривых сульфидообразования при различных содержаниях кислорода в конструкционной стали при вводе РЗМ,
В четвертой главе приведены результаты лабораторных экспериментов по рафинированию конструкционной стали от кислорода, серы и неметаллических включений при совместной обработке ее синтетическими шлаками и одновременным вводом РЗМ.
По результатам приведенных исследований имеются две публикации. Материалы работы доложены и обсуждены на Всесоюзной научной конференции " Современные проблемы электрометаллургии стали" (г. Челябинск, 1984 г.).
Работа выполнена на кафедре электрометаллургии стали и ферросплавов Московского института стали и сплавов.
Похожие диссертации на Повышение качества конструкционной стали за счет совершенствования технологии рафинирования с применением РЗМ
