РАФИНИРОВАНИЕ СТАЛИ ЖИДКИМИ ШЛАКАМИ
DOI:
https://doi.org/10.20535/2519-450x.6.2015.63261Анотація
В ХХI веке, как и предполагалось [1], сталь остается основным наиболее востребованным конструкционным материалом. При ее производстве неизбежно образуется большое количество технологических отходов, в том числе и в основном это сталеплавильные шлаки (от 100 до 300 кг/т стали). При выплавке 1 т кислородно-конвертерной стали со шлаком теряется до 40 кг железа в виде оксидов, скрапин и корольков [2], а также минеральная составляющая шлака. В связи с этим представляется актуальной и необходимой разработка новых технологий, включающих повторное использование сталеплавильных шлаков при производстве металлопродукции. Одним из направлений энергосбережения является применение для рафинирования стали активных шлаковых расплавов, которые формируют в сталеразливочном ковше с использованием жидких конечных шлаков и твердых кусковых шлаковых смесей на основе СаО с добавками различных компонентов. Полезное использование теплового и физико-химического потенциала этих шлаков может быть осуществлено формированием рафинировочного шлакового расплава в сталеразливочном ковше по ходу выпуска плавки или синтезированием его в специальном агрегате – шлаковом реакторе конвертерного типа, позволяющем разделить шлаковый расплав и металлический продукт восстановительного рафинирования шлака. В работе [3] автор показал, что до 20 % от общего количества тепла, расходуемого на плавку, уходит на формирование шлака при его образовании в количестве 100 кг/т стали. Cохранение физического тепла жидких сталеплавильных шлаков, которое по нашим расчетам составляет в среднем 2,0 ГДж/т шлака, является несомненным преимуществом применения их в металлургическом производстве.
Эффективность рафинирования стали исследовали при десульфурации конвертерной стали 10Г2ФБ, предназначенной для газопроводных труб большого диаметра. Обычно эффективность десульфурации металла при рафинировании обработкой добавочными материалами связывают с кислородными потенциалами металлической и шлаковой фаз, формированием основных шлаков и характеризуют термодинамическим или фактическим коэффициентом распределения серы между фазами и сульфидной ёмкостью шлака , связанных между собой известной зависимостью
, (1)
где (S), [S] и α[O] – содержание серы в шлаке, в металле и активность кислорода в металле, соответственно.
Для реакций обменного типа, учитывая, что активность серы в шлаке α(S2-) по определению где - коэффициент активности серы в шлаковой фазе, получаем выражение для константы равновесия реакций
, (2)
где P{o2} и P{s2} – парциальные давления кислорода и серы в газовой фазе.
Из определения сульфидной емкости шлака с учетом уравнения (2) получаем
. (3)
Для стали 10Г2ФБ, выплавленной с применением для рафинирования активных шлаковых расплавов, получено, что с увеличением от 0,01 до 0,05 величина увеличивается с 30 до 42.
Посилання
Литература
Патон Б.Е. Мировые тенденции развития сталеплавильного производства в ХХ1 веке // Труды Международной конф. «Черная металлургия России и стран СНГ в ХХ1 веке».- М.: Металлургия, 1994.- Т. 2.- С.160-165.
Бигеев А.М. Металлургия стали.- М.: Металлургия, 1988.- 450 с.
Меджибожский М.Я. Основы термодинамики и кинетики сталеплавильных процессов.- К.-Донецк: Вища школа, 1986.- 280 с.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2016 Нові матеріали і технології в машинобудуванні
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by-nc-nd/4.0/88x31.png)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Етика автора:
- Автор (або колектив авторів) несе (чи) відповідальність за новизну і достовірність результатів наукового дослідження. Автори статті повинні надавати достовірні результати проведених досліджень. Завідомо неправдиві або сфальсифіковані затвердження неприйнятні.
- Автори повинні гарантувати, що результати дослідження, викладені в поданій рукописи, повністю оригінальні.
- Запозичені фрагменти або твердження повинні бути оформлені з обов'язковим зазначенням автора та першоджерела.
- Неетичні і неприйнятні надмірні запозичення, а також плагіат в будь-яких формах, включаючи неоформлені цитати, перефразування або привласнення прав на результати чужих досліджень.
- Необхідно визнавати внесок всіх осіб, так чи інакше вплинули на хід дослідження, зокрема, в статті повинні бути представлені посилання на роботи, які мали значення при проведенні дослідження.
- Співавторами статті повинні бути вказані всі особи, які внесли істотний внесок у проведення дослідження.
- Автори не повинні надавати в журнал рукопис, яка була відправлена в інший журнал і знаходиться на розгляді, а також статтю, вже опубліковану в іншому виданні.
Етика редакції:
- Редакція несе відповідальність за оприлюднення авторських творів. При прийнятті рішення про публікацію редактор журналу керується достовірністю представлення даних і наукової значимістю даної роботи.
- Редактор повинен оцінювати інтелектуальний зміст рукописів. Виходячи з принципів конфіденційності неопубліковані дані, отримані з представлених до розгляду рукописів, не повинні використовуватися для особистих цілей або передаватися третім особам без письмової згоди автора.
- Редактор не повинен допускати до опублікування інформацію, якщо є достатньо підстав вважати, що вона є плагіатом.
Етика публікацій:
Журнал є виданням відкритого доступу. Всі статті вільні для перегляду, читання, завантаження та друку.
Матеріали приймаються українською, російською або англійською мовами і відповідно публікуються мовою оригіналу.