- •Научные основы современных сталеплавильных процессов
- •Посвящается в.И. Явойскому
- •Глава 1
- •Глава 2
- •2.1 Кинетика гетерогенных высокотемпературных процессов и методы выявления их ведущего звена
- •2.2 Исследование процессов окислительного рафинирования имеющих место в производстве стали
- •2.3 Условия протекания окислительного рафинирования в сталеплавильных агрегатах
- •2.4 Реакция окисления углерода
- •Внутридиффузионный режим лимитирования процесса
- •2.7 Окислительные процессы в многокомпонентных расплавах на основе железа
- •2.10 Окисление серы
- •2.11 Деванадация
- •2.13 Современные представления о ходе процессов окислительного рафинирования расплавов на основе железа
- •Окислительное рафинирование в условиях современных сталеплавильных агрегатов
- •2.15 Характеристика и газодинамика кислородных струй сталеплавильных агрегатов
- •Форма и геометрические размеры реакционной зоны
- •Глава 3.
- •3.1 Общие положения
- •3.2 Маcсоперенос примеси в экстрагирующей фазе
- •3.3 Сера в металле и его десульфурация
- •3.4 Кинетика процесса десульфурации металла
- •3.5 Кинетика десульфурации металла за счет твердых тел (порошкообразными десульфураторами)
- •Глава 4. Раскисление стали и неметаллические включения.
- •4.1 Кислород в стали и ее раскисление
- •4.2 Термодинамика раскисления
- •4.3 Кинетика осадочного раскисления
- •4.4 Плавление и растворение в металле вводимых раскислителей
- •4.5 Взаимодействие растворенного в металле кислорода с введенным в него раскислителем
- •4.6 Образование зародышей новой фазы продуктов раскисления в объеме жидкого металла
- •4.7 Рост образовавшихся продуктов раскисления
- •4.8 Удаление продуктов раскисления из сферы протекания этой реакции
- •4.9 Переход включений из металла в шлак или другие контактирующие фазы
- •4.10 Неметаллические включения в готовом металле
- •Глава 5 газы в стали
- •5.1 Взаимодействие азота и водорода с расплавленным и охлаждающимися сплавами железа
- •5.2 Термодинамика взаимодействия азота с расплавами на основе железа
- •5.3 Методы изучения взаимодействия азота с металлами
- •5.4 Кинетика растворения азота в железе и его сплавах
- •Глава 6 поведение водорода в сплавах на основе железа
- •6.1 Некоторые особенности взаимодействия водорода
- •Со сплавами на основе железа
- •6.2 Природа газообразного водорода и взаимодействие его с металлами
- •6.3 Термодинамика сорбирования водорода расплавленными и твердыми сплавами железа
- •6.4 Кинетика растворения и выделения водорода из расплавов на основе железа
- •6.5 Состояние водорода в готовой стали его влияние на механические свойства стали и распределение водорода в металле
- •6.6 Поведение водорода при выплавке металла и при его внепечной обработке
- •Глава 7 основы обработки стали в ковше
- •7.1 "Внеагрегатная" или "ковшевая" обработка стали
- •7.2 Вакуумирование металла
- •7.3 Применение инертных газов
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Научные основы современных сталеплавильных процессов
Заключение
-
Высказываемый учеными и технологами полвека назад прогноз о быстрой замене сталей как конструкционных материалов пластическими полимерами не оправдался; более того, сортамент производимый металлопродукции непрерывно и значительно расширяется.
-
Наиболее распространенные способы получения стали (мартеновский и конвертерные) известны на протяжении десятилетий и в результате большого числа исследований теоретического и практического характера технологические схемы процессов можно считать в значительной степени оптимизированными.
-
Возрастающие требования к качеству стали, используемой для нужд существующих отраслей хозяйствования и, особенно, для развития новых, прогрессивных направлений вызывают насущную потребность в более подробном, тщательном изучении свойств производимого металла на самых ранних стадиях процесса, включая жидкое состояние.
-
Физическая природа и строение металлических расплавов на основе железа в равной степени интересуют теоретиков и практиков; в то же время, обеспечение высокой надежности и воспроизводимости получаемых результатов исследования сопряжено со значительными трудностями; в том числе и методического характера.
-
Влияние весьма малых количеств примесных элементов в виде локальных микронеоднородностей на служебные свойства металла может оказаться существенным при кристаллизации сложного сплава вследствие протекания процессов поверхностно-адсорбционного и ликвационного характеров. Перспективным следует считать направление, заключающееся со способами связывания нежелательных элементов специально вводимыми компонентами.
-
Эффективное влияние примесных элементов может быть обеспечено увеличением интенсивности теплоотвода металла при остывании вплоть до температуры солидус. Полное подавление формирования микронеоднородностей следует ожидать при скоростях порядка 104-106град/с, что в современных условиях труднодостижимо.
-
Авторы выражают мнение, что весьма перспективными могут оказаться методы воздействия на расплавы во время выплавки, ковшевой обработки, разливки, и главным образом, кристаллизации. Источниками возмущающих воздействий могут служить ультразвуковые колебания, индуцированные электромагнитные силы, вибрации, пульсирующая продувка инертными газами.
-
Применяемые в последние годы новые микролегирующие элементы и их комбинации (включающие щелочно – и редкоземельные элементы и некоторые нитридообразующие металлы) имеют цель, наряду с понижением растворимости в стали нежелательных элементов, совершенствовать природу неметаллических включений.
-
Наряду с существующими способами понижения парциального давления водяных паров в атмосфере подовых сталеплавильных агрегатов, эффективным средством удаления водорода из металла продолжает оставаться барботирование пузырьками оксида углерода или инертного газа. В качестве общей рекомендации следует назвать устранение или минимизацию периодов безокислительной выдержки металла, перенос процессов раскисления, легирования и выравнивания состава в ковш, также предварительное прокаливание ферросплавов.
-
Достижение максимальной эффективности использования раскислителей и обеспечение оптимальных количеств и физических свойств неметаллических включений достигается последовательным (не одинаковым для различных сталей и условий выплавки) вводом раскислителей и десульфураторов; при этом завершение процесса раскисления и легирования может происходить при разливке стали в струе металла или изложнице (кристаллизаторе).