Дмитрий Сергеевич Ренёв, младший научный сотрудник лаборатории стали и ферросплавов
Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101
Dmitrii S. Renev, Junior Researcher of the Laboratory of Steel and Ferroalloys Steel
101 Amundsena Str., Yekaterinburg 620016, Russian Federation
Олег Вадимович Заякин, член-корреспондент РАН, д.т.н., главный научный сотрудник, заведующий лабораторией стали и ферросплавов
Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101
Oleg V. Zayakin, Corresponding Member of RAS, Dr. Sci. (Eng.), Chief Researcher, Head of the Laboratory of Steel and Ferroalloys
101 Amundsena Str., Yekaterinburg 620016, Russian Federation
Владимир Иванович Жучков, д.т.н., главный научный сотрудник лаборатории стали и ферросплавов
Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101
Vladimir I. Zhuchkov, Dr. Sci. (Eng.), Chief Researcher of the Laboratory of Steel and Ferroalloys
101 Amundsena Str., Yekaterinburg 620016, Russian Federation
Для разработки новых ферросплавов рационального состава необходимы данные об их физико-химических характеристиках. Одной из основных характеристик сплава, от которой зависит усвоение и распределение основных элементов ферросплавов в железоуглеродистом расплаве, является продолжительность его плавления. С применением математической модели расчета времени плавления, разработанной сотрудниками УрФУ и ИМЕТ УрО РАН, изучена продолжительность плавления комплексных никельсодержащих ферросплавов в жидкой стали. Программа позволяет рассчитывать температуру куска ферросплава, толщину намораживаемой стальной корки, размер куска сплава и длительность периодов плавления в зависимости от физико-химических и теплофизических характеристик ферросплавов. Механизм плавления ферросплавов определяет время их плавления в жидкой стали. В работе выполнено математическое моделирование плавления комплексных никелевых ферросплавов, содержащих 10 % Ni; 0,5 – 55,0 % Сr; 0,2 % С; 0,2 % Si в железоуглеродистом расплаве. Установлено, что все рассматриваемые сплавы относятся к группе легкоплавких ферросплавов и процесс их плавления протекает в три периода. С увеличением исходного размера куска ферросплава от 3 до 100 мм время плавления увеличивается в 250 – 300 раз. Показано, что увеличение содержания хрома в составе комплексного сплава до 37 % приводит к снижению времени плавления, а при дальнейшем его увеличении до 55 % происходит увеличение времени плавления. Снижение температуры ванны жидкой стали с 1700 до 1520 °С сопровождается увеличением продолжительности плавления комплексных ферросплавов в 7 – 8 раз. В целом, рассмотренные комплексные никелевые ферросплавы характеризуются значительно более быстрым протеканием процесса плавления в жидкой стали по сравнению со стандартными феррохромом и ферроникелем.
For development of new ferroalloys and their application, it is necessary to know their physical and chemical characteristics. The most important characteristics of the alloy, on which assimilation and distribution of the main elements of ferroalloys in the iron-carbon melt depend, are their time of melting and dissolution. Using a mathematical model for calculating the melting time, developed by the employees of the Ural Federal University and the Institute of Metallurgy of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, the authors studied the duration of melting of complex nickel-containing ferroalloys in liquid steel. The program allows one to calculate the temperature of a piece of ferroalloy, thickness of the frozen steel crust, size of the alloy piece and duration of the melting periods depending on physicochemical and thermophysical characteristics of the ferroalloys. The melting mechanism of ferroalloys determines the time of their melting in liquid steel. This work contains mathematical modeling of melting of complex nickel ferroalloys containing %: ~10 Ni; 0.5 – 55.0 Cr; ~0.2 C; ~0.2 Si, in iron-carbon melt. It was found that all the alloys under consideration belong to the group of low-melting ferroalloys and process of their melting proceeds in three periods. With an increase in the initial diameter of ferroalloy piece from 3 to 100 mm, the melting time increases by 250 – 300 times. It is shown that an increase in Cr content up to 37 % in complex alloy leads to a decrease in the melting time, and with a further increase in the Cr content to 55 %, an increase in the melting time occurs. A decrease in temperature of liquid steel bath from 1700 to 1520 °С is accompanied by an increase in the duration of melting of complex ferroalloys by 7 – 8 times. In general, the considered complex nickel ferroalloys are characterized by a much faster melting process in liquid steel compared to standard ferrochrome and ferronickel.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.