Национальная металлургическая академия Украины. Современные способы внепечной обработки стали, которая в большинстве случаев представляет полупродукт стандартного состава

Современные способы внепечной обработки стали, которая в большинстве случаев представляет полупродукт стандартного состава, являются неотъемлемой частью современного сталеплавильного процесса, обеспечивающие повышение качества стали и конкурентной способности металлопродукции на рынках сбыта.

Анализ современного состояния технологий внепечной обработки стали свидетельствует, что максимальная эффективность ее обработки достигается при проведении следующих технологических операций: продувка инертным газом и вакуумирование, которые проводятся последовательно или совмещено. Наиболее рациональной схемой является проведение комплексной обработка стали на установке «ковш – печь», обладающей наибольшей технологической гибкостью и возможностями.

Проведенный технико-экономический анализ производства сталей широкого сортамента с применением различных способов внепечной обработки стали свидетельствует также о необходимости учета и экономического фактора, особенно в условиях кризисных явлений в экономике. Так при выборе способов внепечной обработки стали необходимо сопоставлять затраты на обработку с получаемым от повышения качества стали результатом.

Эффективность способов внепечной обработки стали может быть повышена только на основе проведения исследований, направленных на создание наиболее благоприятных термодинамических условий для развития процессов, обеспечивающих глубокое обезуглероживание, десульфурацию стали, минимизацию содержания в ней водорода, азота, неметаллических включений и примесей цветных металлов.

Основными факторами достижения поставленных целей являются увеличение скорости взаимодействия в системе металл – газ – шлак за счет увеличения контактирующих поверхностей, повышения интенсивности массопереноса в металлической ванне методами внешних воздействий. Наиболее эффективными являются выбор рациональных дутьевых режимов продувки, конструкций и размещения продувочных устройств.

РОЗРОБКА МЕТОДІВ ВИЗНАЧЕННЯ КОНСТАНТ ШВИДКОСТІ РЕАКЦІЇ ОКИСЛЕННЯ МАРГАНЦЮ В МЕТАЛІ

Дорошенко А.А., керівник - ст. викл. Надточій А.А.

Національна металургійна академія України

У загальному вигляді рівняння хімічної реакції [Mn]+[O]=(MnO) можна представити , де a_i і b_j - порядок прямої та зворотної реакції; і - концентрація вихідних речовин і продуктів реакції.

Швидкість хімічної реакції, що протікає в одну стадію, рівна , де k₁ і k₂ - константи швидкості прямої і зворотної реакції.

Концентрації і зв'язані між собою у інтегральному вигляді співвідношенням , де i = 1,2….n; j = 1,2 ….m, і - початкові концентрації вихідних речовин і продуктів реакції.

Через параметр х можна визначити концентрації всіх вихідних речовин і продуктів реакції , , де x - характеризує повноту протікання реакції, який рівний нулю в початковий момент часу і збільшується у міру накопичення продуктів реакції. Похідна х за часом характеризуватиме швидкість хімічної реакції, тому . Для швидкості окислення марганцю можна записати , де k₁ - константа швидкості прямої реакції; С_{Mn нач} і C_{O нач} - початкові концентрації Mn і О в металі.

Після розділення змінних х і τ та інтегрування за початкових умов при τ = 0, х = 0, одержимо . Перетворивши дане рівняння і ввівши нові змінні і , одержимо , з якого виходить, що параметр n лінійно залежить від часу τ, тому тангенс кута нахилу прямої до осі абсцис дорівнюватиме m. Знаючи m можна визначити константу швидкості прямої реакції окислення марганцю.

Ресурсозберігаючі технології виробництва малокремнистих спокійних сталей

Ізмалкова Ю.П., керівник – доц. Бабенко О.В.

Національна металургійна академія України

Найбiльш важливими задачами чорної металургії України є ресурсозбереження при виробництві сталі і прокату, підвищення якості металопродукції, забезпечення її конкурентоздатності на світовому ринку.

Одним з ефективних напрямків комплексного вирішення цих задач у світовій практиці є перехід на виробництво економно легованих сталей масового призначення, розширення впровадження безперервного розливання сталі і використання термічної обробки прокату.

У машинобудуванні велике число деталей та виробів виготовляють з листової сталі методом холодного штампування, при цьому відбувається дуже складна глибока витяжка металу. Таке штампування найбільш широко застосовується в автомобілебудуванні; близько 50% маси легкового автомобіля складають деталі, виготовлені цим методом. Вітчизняні виробники повинні бути готові до використання нових прогресивних високо пластичних термополіпшених сталей для холодної витяжки. На основі оптимізації їх структури потребується коректування технології на попередніх переділах.

Розглянуто класифікацію та маркування сталей, детально вивчено характеристику спокійної сталі і зрозуміло, що кремній у вуглецевих і низьколегованих спокійних сталях негативно впливає на пластичність, холодостійкість і зварюваність металу, а заміна киплячих і напівспокійних сталей на стандартні спокійні через підвищення вимог неекономна і нераціональна.

Вивчено малокремнисті спокійні сталі, технологічні процеси їх виплавки. Вирішено, що кремній знижує пластичність і міцність, підвищує холодоломкість, погіршує зварюваність прокату, призводить до утворення великих силікатів у металопродукції. Тому вміст кремнію у нових сталях мінімізована. Для компенсації потреб міцності, підвищення холодостійкості і опірності механічному старінню арматурного прокату випробувано мікролегування C – Mn композицій сталі ніобієм, ванадієм, титаном, бором, термозміцнення прокату. Так при виробництві малокремністих спокійних сталей замість стандартних спокійних сталей досягається зменшення витрат кременистих феросплавів, тому суттєво знижується собівартість металопродукції.

Результати роботи є інформація про застосування та переваги використання малокремністих спокійних сталей, покращення їх якості при виробництві і економні технології виробництва малокремністих спокійних сталей.

МОЖЛИВІ ТЕХНІЧНІ РІШЕННЯ УТИЛІЗАЦІЇ ШЛАМІВ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ВИРОБНИЦТВА

Камінська Л.П., керівник - ст. викл. Надточій А.А.

Національна металургійна академія України

На металургійних заводах утворюються мільйони тонн шламів. Шлами містять цінні компоненти (перш за все залізо), утилізація яких економічно оправдана. Крім того, при повному використовуванні шламів розв'язуються питання охорони навколишнього середовища, оскільки зберігання шламів у відвалах завдає шкоди природі.

За джерелами утворення залізовмісні шлами чорної металургії підрозділяють на агломераційні, доменні, сталеплавильні і окалиновмісні (в основному шлами прокатних цехів). Сталеплавильні шлами підрозділяються на шлами газоочисток конвертерів, мартенівських і електросталеплавильних печей. Залізовмісні шлами можуть бути розбиті на декілька груп: а) багаті - 50-65 % Fe (шлами мартенівських і конвертерних цехів); б) відносно багаті - 40-55 % Fe (шлами аглофабрик і доменних цехів); в) бідні - < 40 % Fe. Основним напрямом раціонального використовування шламів є утилізація їх як добавка до агломераційної шихти. Підготовка шламів включає згущування, фільтрування і термічну сушку.

Механічне обезводнення (згущування) шламів фільтруванням або центрифугуванням забезпечує зниження вогкості шламу до 15-25 %. В результаті введення в агломераційну шихту згущуючих шлаків, що володіють підвищеними в’язкими властивостями, поліпшується окомковання шихти, проте транспортування таких шламів приводить до забруднення території заводу, устаткування і приміщень.

Одним з етапів підготовки шламів до утилізації є їх обезводнення, для чого використовують сушильні барабани, центрифуги, фільтри-преси і інше спеціальне устаткування. Одним з поширених методів обробки шламів (і пилу) є метод вельцювання. Існують і інші технології витягання цінних складових з шламів і пилу. Все більш широко використовуються рідкофазні процеси, які у ряді випадків виявляються ефективніше твердофазних. Так, ступінь витягання цинку і свинцю у високотемпературних умовах рідкофазних процесів досягає 99 % (проти 85-90 % в твердофазних). Також існують і інші технології по утилізації шламів, до яких відносять отримання залізофлюса шляхом сумісного випалення вапняку і конвертерного шламу в трубчастих печах, грануляція плавильного пилу в псевдозрідженому шарі, переробка масловмісного шламу з отриманням залізококсу або відновленого залізного порошку і т.п.

Приведені приклади відображають різноманіття шляхів пошуку можливих технічних рішень по цій важливій проблемі.