Металлургия стали : внепечная обработка стали
Покупка
Тематика:
Металлургия. Литейное производство
Издательство:
Издательский Дом НИТУ «МИСиС»
Год издания: 2003
Кол-во страниц: 47
Дополнительно
В пособии изложены современные представления о некоторых аспектах процесса внепечной обработки, а также расчет производительности вакуумных насосов, десульфурации металла шлаковыми смесями, количества оксидных неметаллических включений при раскислении стали. Пособие предназначено для специальности 110100 (специализации 1101.01, 1101.02, 1101.03, 1101.04, 1101.05).
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 22.03.01: Материаловедение и технологии материалов
- 22.03.02: Металлургия
- ВО - Магистратура
- 22.04.01: Материаловедение и технологии материалов
- 22.04.02: Металлургия
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
УДК 669.18.046.5 Л83 Р е ц е н з е н т проф. М.Г. Крашенинников Лузгин В.П., Казаков СВ. Л83 Металлургия стали: Внепечная обработка стали: Учеб. пособие. - М.: МИСиС, 2003. - 47 с. В пособии изложены современные представления о некоторых аспектах процесса внепечной обработки, а также расчет производительности вакуумных насосов, десульфурации металла шлаковыми смесями, количества оксидных неметаллических включений при раскислении стали. Пособие предназначено для специальности 110100 (специализации 1101.01, 1101.02, 1101.03, 1101.04, 1101.05). © Московский государственный институт стали и сплавов (Технологический университет) (МИСиС), 2003
ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 4 1. Расчет нагрева металла в процессе внепечной обработки стали 5 1.1. Нагрев металла в печи-ковше (ПК) 6 1.2. Химический подогрев 10 2. Расчет производительности насосов вакуумной системы 12 3. Десульфурация стали 20 4. Расчет количества и состава неметаллических включений на основе термовременной теории их образования 30 Библиографический список 38 Приложение 1. Технические характеристики вакуумных пароэжекторных насосов ОАО «Северсталь» [6] 39 Приложение 2. Примеры типовых задач 44 3
ВВЕДЕНИЕ в последние годы в сталеплавильном производстве широкое развитие получили процессы внепечной обработки стали, позволяющие обеспечивать надежную и высокопроизводительную работу современного сталеплавильного комплекса - кислородного конвертера или сверхмощной ДСП и установок непрерывной разливки стали (УНРС). Создание особых физико-химических условий при внепечной обработке дает возможность получать высококачественные стали и стали с новыми потребительскими свойствами. В настоящее время работа сталеплавильного комплекса невозможна без агрегатов внепечной обработки. Методами вторичной металлургии сейчас в мире обрабатываются сотни миллионов тонн высококачественной стали. Основные направления внепечной обработки стали: - обработка металла инертными газами; - нагрев и охлаждение металла вне печи; - вакуумная обработка металла процессами DH, RH, VD, VD - ОВ; - глубокая десульфурация металла обработкой шлаковыми смесями; - микролегирование и модифицирование стали. Внепечная металлургия, особенно в нашей стране, является относительно новым направлением, которое только сейчас получает развитие. В отечественной технической литературе недостаточно пособий, посвященных решению расчетных задач по внепечной обработке стали. Настоящее пособие является попыткой в определенной степени восполнить этот недостаток для изучающих курс «Теория и технология производства стали», раздел «Внепечная обработка стали». Пособие может быть полезным при изучении по выбору курса «Внепечная обработка стали» студентами специализации 1101.04, выполнении курсовых научно-исследовательских, курсовых и дипломных работ и проектов. 4
1. РАСЧЕТ НАГРЕВА МЕТАЛЛА В ПРОЦЕССЕ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ Широкое внедрение в современных сталеплавильных цехах непрерывной разливки и создание комплексов сталеплавильный агрегат (кислородный конвертер или сверхмощные ДСП) - установка непрерывной разливки стали потребовали организации системы комплексной внепечной обработки стали (ВОС). Основными целями ВОС являются: - нагрев металла в печи-ковше (ПК) или химический подогрев; - продувка металла инертным газом с целью усреднения его по химическому составу и температуре; - дегазация металла - удаление водорода и частично азота за счет вакуумирования; - глубокое обезуглероживание стали за счет одновременного воздействия вакуумом и продувки металла кислородом (КП - ОВ или VD - ОВ процессы); - десульфурация стали при обработке синтетическими шлаками или твердошлаковыми смесями (ТШС); - микролегирование и модифицирование стали с применением технологии cored wire; - коррекция температуры в сторону ее уменьшения (сляб, сечка). Одной из основных задач в сталеплавильном производстве является согласование температурного режима процессов выплавки и непрерывной разливки стали. Отклонение температуры металла при разливке на УПРС не должно превышать, как правило, 10...15 °С от оптимальных для заданной марки стали значений, что может быть обеспечено только при наличии эффективных и быстродействующих способов контроля температуры, а также методов нагрева и охлаждения расплава в технологической линии сталеплавильного передела в режиме online. 5
Задача охлаждения металла в цепочке сталеплавильный агрегат - УНРС оперативно решается путем присадки сечки или ввода сляба в расплав, находящийся в сталеразливочном ковше. Более сложной и актуальной в сталеплавильном производстве является проблема нагрева металла при внепечной обработке. В настоящее время получили развитие два основных направления: электродуговой и химический подогрев металла. В первом случае применяются специальные агрегаты типа печь-ковш (LF - ladle-fumaces), работающие на переменном или постоянном токе. Во втором случае используется тепло экзотермической реакции окисления алюминия (вводимого в виде проволоки трайб-аппаратом в расплав) за счет продувки металла кислородом. Каждый из вариантов имеет определенные преимущества и недостатки. 1.1. Нагрев металла в печи-ковше (ПК) Энергетический баланс работы ПК как электротермического агрегата можно записать следующим образом [1]: где Гз, - расход электроэнергии, поступающей из сети; Г„„„ - полезная энергия, расходуемая на изменение энтальпии стали; - сумма тепловых потерь процесса; ^ Гз.„ - сумма электрических потерь. Величина Х ^ т п включает потери теплоотдающих поверхностей ПК, тепло охлаждающей воды, тепло отходящих газов, энтальпию шлака. Величина ^ Г з „ - сумма электрических потерь в результате диссипации электрической энергии при преобразовании в печном трансформаторе и при передаче ее по вторичному токопроводу ПК. 6