Пошук академічних текстів

Реєстраційний номер

0216U006964, 0115U004940 , Науково-дослідна робота

Назва роботи

Дослідження та розробка методів фізико-хімічного впливу на процеси виплавки, позапічної обробки , розливки та кристалізації сталі.

Назва етапу роботи

Керівник роботи

Макуров Сергій Леонідович, Доктор технічних наук

Дата реєстрації

04-08-2016

Організація виконавець

Державний вищий навчальний заклад "Приазовський державний технічний університет"

Опис етапу

Об'єкт дослідження - процеси виробництва, позапічної обробки сталевих розплавів і формування структури зливків великої маси і безперервно литих заготівок та вплив на ці процеси різних технологічних прийомів. Мета дослідження - теоретичні та експериментальні дослідження процесів позапічної обробки розплаву у кристалізаторі порошковим дротом, виробництво металу у кисневих конвертерах з застосуванням методів параметричної статистики, уточнення механізму формування великих злитків та використання шлакових сумішей при виробництві сталі у різних атмосферах, включаючи вакуум. Методи дослідження Порівняння обробки металевого розплаву на різних стадіях його виробництва модифікаторами; математична модель твердіння великого злитка; металографічний метод дослідження макроструктури зливка; пакет STATISTICA. Апаратура металографічний мікроскоп, засоби для вимірювання високих температур, різноманітна обчислювальна техніка. Енерго -дисперсійний спектрометр для визначення спектральним методом складу металу у твердому стані . Теоретичні і практичні результати, новизна, ефективність впровадження, сфера використання Проаналізовано типи модифікаторів та способи їх введення у рідку сталь. Встановлено, що найбільш ефективне введення у металевий розплав порошкового дроту з модифікатором. Найбільш широко вживаним модифікатором є силікокальцій. Ефективність використання порошкового дроту з силікокальцієм залежить від багатьох параметрів: швидкості введення порошкового дроту, температурі розплаву, товщини сталевої оболонки порошкового дроту, наявність шлакового розплаву на поверхні рідкої сталі та таке інше. Встановлено, що найбільш ефективним способом обробки металевого розплаву є його введення у кристалізатор МБРЗ, що досзоляе суттєво знизити витрати модифікатору у вигляді РЗМ з 2-3 кг/т сталі до 0,3-0,4 кг/т сталі.Проаналізовано вплив обробки металевого розплаву на рівень фізичної, хімічної неоднорідності литого металу. Запропонована технологія обробки металу у кристалізаторі МБРЗ з використанням номограми, яка дозволяє вибирати швидкість введення порошкового дроту з урахуванням різноманітних технологічних параметрів розливки. Під час дослідження умов формування великих ковальських злитків встановлено, що їх транспортування до нагрівальних печей поверхня злитків може бути нижчою критичної, що призведе до утворення тріщин.Ця тенмпература є похідною від часу повного твердіння злитка і залежності температури його поверхні під час витримкм у виливниці. Запропоновано математичну модель для розрахунку теплового стану злитків, яка додатково враховує експериментальні дані ентальпії сталі в областідвохфазного стану сталі і даних по зміні температури зовнішньої поверхні виливниці. Обчислювання необхідних параметрів формування великих ковальських злитків виконувались з використанням ЕОМ. Встановлено, що витримка у виливницях великих ковальских злитків може бути скорочена приблизно на годину. При цьому для транспортування злитків з метою зниження теплових втрат доцільно використовувати вагони-термоси. Виконано дослідження роботи двох конвертерів на МК "Азовсталь" з метою встановлення взаємозв'язків результатів хімічного аналізу металевих розплавів з застосуванням параметричної статистики. Встановлено, що значення критерію Шапіро-Уилки близькі по одинці з низькою вірогідністю відкидання нульової гіпотези (р<0,02) для змінних [C],[Mn], [S],[P] обох конвертерів. Розрахунком встановлено, що діаграми розмаху для змінних ((T,0C), [C],[S],[P]), відповідають розподілу змінних відповідно до закону нормального розподілу. В той же час розподіл змінних [Mn] і a[O] , оцінене тим же способом закону нормального розподілу не відповідають.Встановлено, для змінних (T,0C) і [C] гіпотеза про рівність дисперсій не може бути прийнята. Розрахунок порівняння середніх проводився за методикою значень t - критерію з роздільними оцінками дисперсій. Результати розрахунку показують, що середні значення змінної [C] значимо відрізняються для розплавів обох конвертерів : 0,044 і 0,037 % відповідно. В той же час середні значення змінної (T,0C) значимо не відрізняються. Показано, що гіпотеза рівності дисперсій для змінних [P] і [S] підтверджується - значення змінних належать до одних і тих же генеральних сукупностей. Значення середніх для цих змінних: 0,0079 і 0,0085 % для змінної [P], а для змінної [S] 0,0134 і 0,0128 % відповідно для першого і другого конвертерів і значимо не розрізняються.. Використання критерію Манна-Уітні для випадку використання методу непараметричної статистики вказує на відсутність значимих відмінностей в значеннях середніх для змінної a[O] . Проте, відмінності середніх для змінної [Mn] виявилися значимими. Виконано дослідження впливу зовнішніх факторів на процес десульфурації металу під час виплавки у вакуум-індукційній печи. Встановлено, що при обробці кулькопідшипникової сталі у ВІП існує можливість суттєво зменшити вміст сірки у металі до 0,006%. Отримані результати включені у курси лекцій при підготовці магістрів та спеціалістів з металургії у курсах "Теоретичні основи одержання металів та їх рафінування", "Теорія експерименту та моделювання", "Теоретичні основи процесів за фахом", Теорія металургійних процесів!, "Основи наукових досліджень". ПАТ "Азовсталь", ПАТ "МК ім.Ілліча" (м.Маріуполь) запропоновано режим обробки сталі у кристалізаторі іттрійвмісною лігарурою, який забезпечить високий рівень пластичних властивостей сталі при низьких температурах. Галузь використання - металургійна промисловість.

Опис продукції

Проаналізовано способи обробки металувого розплаву модифікаторами, які подаються у метал у разний спосіб. Найбільш ефективним вважається обробка металевого розплаву у ковші силікокальцієм. Однак застосування силікокальцію у кристалізаторі, незважаючи на його малу витрату у порівнянні з введенням у ківш неможливо внаслідок порушення технологічного режиму розливки сталі на МБРЗю Дослідження, проведені при обробці розплаву у кристалізаторі порошковим дротом з наповнювачем - РЗМ іттрійової підгрупи дали обнадійливі результати. Питома витрата модифікатору склала 0,3-0,4 кг/т сталі , при цьому метал суттєво підвищив пластичні характеристики, особливо у зоні низьких температур, суттєво підвищилась ізотропія механічних властивостей прокату. На базі виконаних промислових експериментів розроблена номограма для визначення швидкості введення порошкового дроту з урахуванням технологічних параметрів розливки металу на МБРЗ. На підставі розрахунків на ЕОМ встановлені оптимальні режими витримки у виливницях великих кова

Автори роботи

Бондар Владислав Іванович
Бурлаков Віктор Іванович
Макуров Сергій Леонідович
Тарасюк Леонід Іванович

Додано в НРАТ

2020-04-02