1) ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Перший розділ «Сучасний стан задачі одержання низького вмісту кремнію в малокременистій автолистовій сталі». На цей час на світовому і внутрішньому ринках росте попит на низьковуглецеві малокременисті сталі, що використовуються для глибокої і особливо складної витяжки, а також підвищуються вимоги до їхньої якості. Однією з основних умов одержання високих механічних характеристик низьковуглецевої сталі, що застосовується для глибокої і особливо складної витяжки, є мінімальний вміст кремнію (на рівні слідів), оскільки кремній підвищує межу плинності і межу міцності, але разом з тим знижує відносне подовження сталі, корозійну стійкість і здатність сталі до цинкування.

Основними технологічними прийомами, що сприяють одержанню низького вмісту кремнію в сталі і запобігають його відновленню в процесі позапічної обробки і розливання, є: відсічення шлаку на випуску металу з конвертера в сталерозливний ківш; зниження окисленості кінцевого конвертерного шлаку і виключення потрапляння в нього сильних розкислювачів під час розкислення металу для десульфурації; зв'язування вже утвореного SiO₂ оксидом кальцію в неактивні сполуки; позапічна обробка сталі під шлаком з підвищеним (2-4%) вмістом (FeO); використання малокременистих розкислювачів і лігатур, магнезитових вогнетривів для футерівки сталерозливних і проміжних ковшів; раціональний нагрів металу, що значно впливає на процеси відновлення кремнію зі шлаку; примусове вторинне окислення кремнію киснем повітря. Однак, незважаючи на наявність досить великої кількості технологічних схем, що сприяють одержанню низького вмісту кремнію в малокременистих автолистових сталях, всі вони мають ряд істотних недоліків.

У зв'язку з цим, існує необхідність у проведенні подальших досліджень поведінки кремнію в системі шлак-метал у сталерозливному ковші під час доведення малокременистих автолистових сталей в АКП. Одним з найбільш ефективних шляхів вирішення завдання одержання регламентованого вмісту кремнію в малокременистій автолистовій сталі є розробка технології позапічної обробки, що передбачає його видалення з металу в сталерозливному ковші шляхом витрати кремнію сталі на реакції відновлення компонентів шлаку кремневідновним процесом в умовах низькотемпературної плазми дугового розряду АКП.

Другий розділ «Основні методики і методи дослідження». Основними методами рішення поставлених у дисертаційній роботі завдань є теоретичні і експериментальні дослідження.

Для проведення теоретичних досліджень поведінки кремнію в системі метал-шлак в сталерозливному ковші використовувалися методи визначення фізико-хімічних параметрів, що включають у себе аналіз зміни енергії Гіббса в умовах, що відрізняються від стандартних, за допомогою виразу

, (1)

де R – універсальна газова стала, Дж/град.; – величина, подібна до константи рівноваги, але складена з фактичних активностей взаємодіючих речовин.

Для визначення активностей компонентів шлаку при температурі 1600⁰С були використані діаграми ізоактивності в системі CaO-SiO₂-Al₂O₃. Для розрахунку активностей компонентів шлаку у високотемпературній зоні АКП у роботі використана методика О.Г. Пономаренка.

Під час проведення лабораторних досліджень, в ході яких вивчалась поведінка кремнію в системі метал-шлак за відсутності електродугового нагріву, тиглі зі зразками розташовували в жаровій трубі лабораторної криптолової печі. Для виміру температури в печі використовували вторинний автоматичний потенціометр КП140 з похибкою ±0,5%. До потенціометра підключали термоелектричний перетворювач типу ТПРТ, підключений до вторинного приладу КПП (діапазон вимірюваних температур 600-1700⁰С, похибка ±0,005·t), встановлений в жаровій трубі печі.

Хімічний аналіз шлаку при проведенні досліджень здійснювався методом рентген-флуоресцентного аналізу. При проведенні аналізу застосовували сканувальний рентген-флуоресцентний спектрометр Simultix 12.

При експериментальному вивченні процесу силікотермії магнію, що застосовується для забезпечення регламентованого вмісту кремнію в малокременистих низьковуглецевих сталях під час їх виробництва в АКП, застосовувалась методика проведення двофакторного експерименту для визначення залежності зміни вмісту кремнію в сталі від витрати оксиду магнію і часу дугового нагріву металу і шлаку.

Для визначення зміни вмісту кремнію в сталі в рамках планованого експерименту відбиралися проби металу за допомогою одноразового пробовідбірника ПМ-34. Хімічний склад проб визначався методом фотоелектричного спектрального аналізу. При виконанні вимірів застосовувався вакуумний оптичний емісійний спектрометр ARL 4460. Зважування MgО-вмісного матеріалу здійснювали на платформних електронних вагах ВН-1000 з точністю виміру 100 г.

Вимір температури і окисленості металу під час проведення промислових експериментів в агрегаті ківш-піч здійснювали з використанням приладу Mylti-Lab Celox за допомогою одноразових зондів, що занурюються в розплав через робоче вікно АКП.

Третій розділ «агрегату ківш-піч». За наявними виробничими даними було визначено, що найбільш значний приріст вмісту кремнію в металі (більше 70%) відбувається наприкінці його позапічної обробки в АКП, а основними джерелами SiО₂, з якого у свою чергу може відновлюватися кремній, є шлак, що потрапляє в сталерозливний ківш під час випуску металу з конвертера, а також алюмінієві чушки і шлакоутворювальні (вапно, плавиковий шпат, алюмофлюс), що використовуються в АКП.