Прогнозирование химического состава колесной стали в агрегате ковш-печь

Чайка А.С., руководитель доц. Жаданос А.В.

Национальная металлургическая академия Украины

Постоянное увеличение требований к качеству выплавляемых сталей обуславливает широкое внедрение внепечной обработки. Одним из основных агрегатов внепечной обработки является установка ковш-печь, которая предназначена для десульфурации, легирования, раскисления металла и подогрева его перед последующими технологическими операциями.

Обеспечение стабильного, регламентированного химического состава металла - важнейшая задача обработки стали на установке ковш-печь. При этом необходимо обеспечить рациональный расход легирующих материалов. Так как химический состав металла в процессе внепечной обработки стали контролируется путем периодических замеров, целесообразно прогнозировать его при помощи математических моделей.

Для раскисления и легирования колесной стали (0,55-0,61% C; 0,55-0,85% Mn; S ≤0,018%; 0,25-0,42% Si; P ≤0,02%; Ni ≤0,25%; Cu ≤0,025%; 0,015-0,02 Al %; H ≤2 ppm [1]) применяются следующие материалы: ферросилиций марки ФС65 (63-68% Si), ферросиликомарганец МнС17 (Mn ≥ 65%, 15-20% Si) и углерод в виде электродного боя.

С целью построения регрессионных моделей на установке ковш-печь были проведены промышленные эксперименты, в ходе которых контролировались следующие параметры: масса металла в ковше - = 105-115 т; начальное содержание кремния, марганца, углерода в металле перед обработкой в агрегате ковш-печь - , , ; масса вводимых по ходу обработки ферросилиция, ферросиликомарганца, углерода - mФС65, mМнС17, mC; содержание в стали кремния, марганца, углерода по окончании обработки на ковше-печи - , , ; изменение содержания в металле кремния, марганца, углерода - , , .

Полученные данные аппроксимированы линейными регрессионными уравнениями:

= 0,73, (1)

= 0,81, (2)

= 0,73 (3)

Полученные регрессионные модели позволяют прогнозировать содержание кремния, марганца и углерода в стали по ходу обработки в агрегате ковш-печь.

ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКРЕМНИСТОГО ФЕРРОСИЛИЦИЯ С ПОНИЖЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ АЛЮМИНИЯ

Журютин А.А., керівник проф. Гладких В.А.

Національна металургійна академія України

Согласно ДСТУ 4127-2002 в ферросилиции марок ФС70, ФС75, ФС90 содержание алюмния допускается в пределах 2,5­­–3,5%. Однако именно повышенная концентрация алюминия ограничивает применение ферросилиция указанных марок в сталеплавильном производстве, поскольку сплав в отдельных случаях может рассыпаться, а при легировании и раскислении стали повышенное содержание алюминия приводит к зарастанию разливочных каналов сталеразливочных и промежуточных ковшей, а также резко ухудшает служебные характеристики электротехнических сталей.

Высокое содержание алюминия обусловлено несколькими причинами, главной из которых является повышенное содержание Al2O3 в исходных материалах. В качестве сырья используются кварцит, как кремнийсодержащий материал, углеродистый восстановитель в виде коксика или низкозольных углеродистых материалов (древесный уголь, щепа), осадителем служит стружка нелегированных сталей. Кварцит является основным источником Al2O3, его содержание колеблется в пределах 0,8–2,5%, что в основном и определяет качество ферросилиция.

Высокая температура ферросплавного процесса получения высокопроцентного ферросилиция, наличие растворителей – кремния и железа с термодинамической точки зрения интенсифицирует процесс восстановления алюминия и его содержание в сплаве колеблется в пределах 0,8–2,5%.

Регулирование содержания алюминия можно реализовывать несколькими путями. Во-первых выбором исходных материалов относительно чистых по содержанию Al2O3. Однако кварцит кроме соответствующего химического состава должен обладать определенным набором металлургических характеристик, что не всегда совпадает. Применение низкозольных углеродистых восстановителей ограничено их высокой стоимостью. Экспериментальные исследования лабораторного, полупромышленного и промышленного масштаба подтверждают прямую корреляционную связь между содержанием Al2O3 в исходных материалах и алюминия в конечном сплаве.

Вторым направлением получения высокопроцентного ферросилиция с пониженным содержанием алюминия является рафинирование готового сплава, что требует дополнительного технологического передела и увеличивает себестоимость продукции.

ПІДСЕКЦІЯ ТЕОРІЯ МЕТАЛУРГІЙНИХ ПРОЦЕСІВ І ФІЗИЧНОЇ ХІМІЇ