Читать онлайн «Новые технологии повышения качества стали с использованием природного и техногенного сырья»

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет» О. И. Нохрина, И. Д. Рожихина Р. А. Гизатулин, В. И. Дмитриенко НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА СТАЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИРОДНОГО И ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ Монография Новокузнецк 2009 УДК 669. 18 Рецензенты: Доктор технических наук, профессор Кузбасской государственной педагогической академии В. И. Веревкин Доктор технических наук, профессор Новокузнецкий филиал Кемеровского государственного университета В. В. Сенкус О. И. Нохрина, И. Д. Рожихина, Р. А. Гизатулин, В. И. Дмитриенко Н72 Новые технологии повышения качества стали с использованием природного и техногенного сырья: Монография / О. И. Нохрина [и др. ] ; Сиб. гос. индустр. ун-т . Новокузнецк , 2009. – 321 с. Представлен современный подход к оценке и регламентирова- нию качества готовой металлопродукции. Рассмотрены вопросы под- готовки и переработки природного и техногенного сырья к использо- ванию в сталеплавильном производстве в качестве легирующих эле- ментов. Произведена оценка влияния различных примесей на качест- во готового металла. Предназначено для инженерно-технических работников, аспи- рантов и студентов, обучающихся по направлению 150100 – Метал- лургия. УДК 669. 18  Сибирский государственный индустриальный университет, 2009  Нохрина О. И. [и др. ], 2009  ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6 1 Современные подходы к регламентированию качества жидкой стали ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 9 2 Физико-химический анализ восстановления легирующих элементов при обработке стали природными и техногенными материалами ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 31 2. 1 Термодинамический анализ металлотермического восстановления марганца ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 31 2. 1. 1 Термодинамический анализ восстановления оксидов марганца алюминием ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 32 2. 1. 2 Термодинамический анализ восстановления оксидов марганца кремнием ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 35 2. 1. 3 Термодинамический анализ совместного восстановления оксидов марганца алюминием и кремнием ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 38 2. 1. 4 Влияние шлакообразования на восстановление оксидов марганца алюминием, кремнием и их сплавами при обработке стали в ковше природными материалами ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 43 2. 1. 5 Физико-химический анализ восстановления металлов из оксидов природного сырья при обработке нераскисленной стали в электродуговой печи ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 53 2. 2 Физико-химический анализ восстановления ванадия при обработке расплавов ванадийсодержащими материалами ... ... ... . 62 3 Применение ванадийсодержащих материалов в сталеплавильном производстве ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 71 3. 1 Применение ванадия в качестве микролегирующей добавки... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 71 3. 2 Методы легирования стали ванадием ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 77 3. 3 Химический и фазовый состав ванадиевых шлаков ... ... ... ... ... 80 3. 4 Обработка стали ванадийсодержащими материалами в ковше ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 84 3. 5 Опыт использования ванадийсодержащего шлака на ОАО «НКМК» ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 89 3 4 Решение проблемы повышения качества стали путем снижения содержания фосфора в марганцевых ферросплавах ... ... ... ... ... ... ... . . 91 4. 1 Физико-химические свойства фосфора ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 92 4. 2 Термодинамические свойства фосфидов марганца и сплавов системы Mn – P ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 92 4. 2. 1 Диаграмма состояния системы марганец – фосфор ... ... ... 92 4. 2. 2 Термодинамические свойства фосфидов марганца ... ... ... . 93 4. 2. 3 Активность фосфора и марганца в жидких сплавах системы Mn – P ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 97 4. 3 Способы понижения содержания фосфора в марганцевых сплавах ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 102 4. 3. 1 Дефосфорация марганцевых расплавов ... ... ... ... ... ... ... ... ... 102 4. 3. 2 Твердофазная дефосфорация ферромарганца ... ... ... ... ... . . 108 4. 4 Дефосфорация марганцевых сплавов расплавами солей ... . 110 5 Применение природного и техногенного сырья при обработке стали ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 119 5. 1 Применение природного и техногенного сырья при легировании стали в ковше ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 119 5. 2 Обработка стали природными марганецсодержащими материалами в дуговых печах и агрегатах печь-ковш ... ... ... ... ... 129 5. 2. 1 Физико-математическое моделирование процесса ... ... ... 129 5. 2. 2 Проверка физико-математической модели на адекватность ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 142 5. 2. 3 Оптимизация процесса обработки стали в дуговой электропечи ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 145 5. 2. 4 Выплавка стали в дуговой электропечи с использованием технологии обработки стали марганцевыми рудами... ... ... ... ... 151 5. 3 Получение, подготовка и применение высококачественного концентрата для обработки стали ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 154 5. 3. 1 Химические способы обогащения марганцевых руд ... . . 159 5. 3. 2 Гидрометаллургические методы обогащения марганцевых руд ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 165 5. 3. 3 Изучение процесса получения высококачественных концентратов кальций-хлоридным методом ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 167 6 Совершенствование технологии корректировки химического состава стали при продувке металла газами ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 198 6. 1 Физико-химическая оценка десульфурации металла ... ... ... . 198 4  6. 2 Окислительные процессы при продувке стали аргоном в ковше ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 202 6. 3 Стабилизация химического состава стали в ковше ... ... ... ... . . 208 6. 4 Качественные показатели опытных плавок... ... ... ... ... ... ... ... ... 214 7 Физико-химические основы процессов выделения газов из металла ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 233 7. 1 Процесс деазотации ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 233 7. 1. 1.