blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"blackmet-906Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESЗакономерности удаления водорода на установке вакуумирования стали камерного типаRegularities of hydrogen removing on the ladle degassing plantТутароваВласта ДиляуровнаTutarovaVlasta Dilyaurovna

кандидат технических наук, доцент кафедры металлургических технологий и оборудования

candidate of technical sciences, assistant professor of the Chair of metallurgical technologies and equipment

vlasta_dev@mail.ruШаповаловАлексей НиколаевичShapovalovAlexey Nikolaevich

кандидат технических наук, доцент кафедры металлургических технологий и оборудования,

SPIN-код: 7042-3116

candidate of technical sciences, assistant professor of the Chair of metallurgical technologies and equipment

alshapo@yandex.ruКалитаевАлександр НиколаевичKalitaevAleksandr Nikolaevich

кандидат технических наук, доцент кафедры вычислительной техники и программирования

candidate of technical sciences, assistant professor of the Chair of Computer Engineering and Programming

alex_mgtu@mail.ruНовотроицкий филиал НИТУ «МИСиС»РоссияNovotroitsk branch of the National University of Science and Technology «MISiS»Russian FederationНовотроицкий филиал НИТУ "МИСиС"РоссияNovotroitsk branch of the National University of Science and Technology «MISiS»Russian FederationМагнитогорский государственный технический университет им. Г.И. НосоваРоссияNosov Magnitogorsk State Technical UniversityRussian Federation201706032017603906Copyright © Тутарова В.Д., Шаповалов А.Н., Калитаев А.Н., 20172017Тутарова В.Д., Шаповалов А.Н., Калитаев А.Н.Tutarova V.D., Shapovalov A.N., Kalitaev A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/906

Выявлены основные параметры вакуумирования стали, определяющие эффективность удаления водорода на установке вакуумирования стали камерного типа, действующей в ЭСПЦ АО «Уральская Сталь»: глубина и продолжительность вакуумирования, расход аргона, температура металла, толщина слоя шлака и величина свободного борта.

Установлено количественное влияние параметров вакуумирования и получено уравнение регрессии, позволяющее прогнозировать результаты удаления водорода, а также подбирать величину параметров с целью достижения заданного содержания водорода в стали.

Определены рациональные с экономической и технологической точек зрения уровни параметров вакуумирования, обеспечивающие получение стали с содержанием водорода 2,1 ppm: температура перегрева металла 100-110 °С, длительность вакуумирования 20 минут при давлении в вакуум-камере не более 1,5 мбар, расход аргона на продувку – 0,05 м3/т.

In this paper have been identified the main parameters of steel degassing. They determine hydrogen removal efficiency by ladle degassing plant, operating in EAF JSC "Ural Steel": vacuum level, vacuum period, argon consumption, ladle temperature, the thickness of slag layer and freeboard.

The quantitative effect of the vacuum parameters was determined. The regression equation that allows to predict the results of the removal of hydrogen was obtained. This equation can choice value of vacuum parameters in order to achieve a specified of hydrogen content in the steel.

The rational vacuum parameters have been defined which provide of hydrogen content of 2.1 ppm in the steel: a metal superheat temperature 100-110 °C, vacuum period to 20 minutes under pressure in the vacuum vessel at most 1.5 mbar, argon consumption - 0.05 m3/t.

водородкамерный вакууматорвакуумирование сталивакуумная камерапродолжительность вакуумной обработкиглубина вакууматемпература металла в ковшерасход аргонаhydrogenladle degassing plantsteel degassingvacuum vesselvacuum periodvacuum levelladle temperatureargon consumptionReferencesKudrin V.A. Teorija i tehnologija proizvodstva stali [The theory and steel production technology]. Moskow: Mir, OOO «Izdatel'stvo ACT», 2003. 528 p. (In Russ.)Kudrin V.A. Teorija i tehnologija proizvodstva stali [The theory and steel production technology]. Moskow: Mir, OOO «Izdatel'stvo ACT», 2003. 528 p. (In Russ.)Povolockij D.Ja., Kudrin V.A., Vishkarev A.F. Vnepechnaja obrabotka stali [Secondary Metallurgy]. Moskow: MISiS, 1995. 256 p. (In Russ.)Povolockij D.Ja., Kudrin V.A., Vishkarev A.F. Vnepechnaja obrabotka stali [Secondary Metallurgy]. Moskow: MISiS, 1995. 256 p. (In Russ.)Morozov A.N., Strekalovskij M.M., Chernov G.I., Kacnel'son Ja.E. Vnepechnoe vakuumirovanie stali [tapped-metal degassing]. Moskow: Metallurgija, 1975. 288 p. (In Russ.)Morozov A.N., Strekalovskij M.M., Chernov G.I., Kacnel'son Ja.E. Vnepechnoe vakuumirovanie stali [tapped-metal degassing]. Moskow: Metallurgija, 1975. 288 p. (In Russ.)Knjuppel' G. Raskislenie i vakuumnaja obrabotka stali. Chast' 1. Termodinamicheskie i kineticheskie zakonomernosti [Deoxidation and steel degassing. Part 1: Thermodynamic and kinetic regularities]. Moskow: Metallurgija, 1973. 312 p. (In Russ.)Knjuppel' G. Raskislenie i vakuumnaja obrabotka stali. Chast' 1. Termodinamicheskie i kineticheskie zakonomernosti [Deoxidation and steel degassing. Part 1: Thermodynamic and kinetic regularities]. Moskow: Metallurgija, 1973. 312 p. (In Russ.)Shapovalov A.N., Tutarova V.D., Kalitaev A.N. Sovershenstvovanie tehnologii vakuumirovanija osevyh marok stalej v uslovijah JeSPC OAO «Ural'skaja Stal'» [Improving the technology of vacuum degassing axial steels under EAF JSC "Ural Steel"]. Litejnye processy, 2003. No.12. pp. 93-103. (In Russ.)Shapovalov A.N., Tutarova V.D., Kalitaev A.N. Sovershenstvovanie tehnologii vakuumirovanija osevyh marok stalej v uslovijah JeSPC OAO «Ural'skaja Stal'» [Improving the technology of vacuum degassing axial steels under EAF JSC "Ural Steel"]. Litejnye processy, 2003. No.12. pp. 93-103. (In Russ.)Kalitaev A.N., Tutarova V.D., Shapovalov A.N., Bazhukov D.O. Problemy formirovanija kachestvennoj nepreryvnolitoj krugloj zagotovki na MNLZ [Continuous quality problems of formation round billets at CCM №1 JSC "Ural Steel"]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Chernaya metallurgiya, 2013. No.5. pp. 27-32. (In Russ.)Kalitaev A.N., Tutarova V.D., Shapovalov A.N., Bazhukov D.O. Problemy formirovanija kachestvennoj nepreryvnolitoj krugloj zagotovki na MNLZ [Continuous quality problems of formation round billets at CCM №1 JSC "Ural Steel"]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Chernaya metallurgiya, 2013. No.5. pp. 27-32. (In Russ.)Shevchenko E.V., Shapovalov A.N. Problemy poluchenija kachestvennoj sljabovoj zagotovki na MNLZ №2 OAO «Ural'skaja Stal'» [Problems for good slab ingot in CCM №2 JSC «Ural Steel»]. Vestnik JuUrGU. Serija «Metallurgija», 2013. Vol. 13. No.1. pp. 68-73. (In Russ.)Shevchenko E.V., Shapovalov A.N. Problemy poluchenija kachestvennoj sljabovoj zagotovki na MNLZ №2 OAO «Ural'skaja Stal'» [Problems for good slab ingot in CCM №2 JSC «Ural Steel»]. Vestnik JuUrGU. Serija «Metallurgija», 2013. Vol. 13. No.1. pp. 68-73. (In Russ.)Tekhnologicheskaya instruktsiya TI 13657842-СТ. ЭС-03-2014. Obrabotka stali na ustanovke vakuumirovanija [Technological instruction TI 13657842-СТ. ЭС-03-2014. Steel degassing], Novotroitsk, JSC "Ural Steel", 2014. 18 p. (In Russ.)Tekhnologicheskaya instruktsiya TI 13657842-СТ. ЭС-03-2014. Obrabotka stali na ustanovke vakuumirovanija [Technological instruction TI 13657842-СТ. ЭС-03-2014. Steel degassing], Novotroitsk, JSC "Ural Steel", 2014. 18 p. (In Russ.)Burgman V., Davene Zh. Struktura zatrat na vakuumirovanie stali s uchetom obrabotki v agregate kovsh-pech' [The structure of the vacuum steel in the cost with processing in the ladle furnace]. Chernye metally, 2012. No.11. pp. 41-49. (In Russ.)Burgman V., Davene Zh. Struktura zatrat na vakuumirovanie stali s uchetom obrabotki v agregate kovsh-pech' [The structure of the vacuum steel in the cost with processing in the ladle furnace]. Chernye metally, 2012. No.11. pp. 41-49. (In Russ.)Zinchenko S.D., Filatov M.V., Efimov S.V., Dub A.V., Goshkadera S.V. Tehnologicheskie aspekty udalenija vodoroda s ispol'zovaniem ustanovki kovshevogo vakuumirovanija stali [Technological aspects of the removal of hydrogen using a ladle degassing plant]. Metallurg, 2004. No.11. pp. 41-42. (In Russ.)Zinchenko S.D., Filatov M.V., Efimov S.V., Dub A.V., Goshkadera S.V. Tehnologicheskie aspekty udalenija vodoroda s ispol'zovaniem ustanovki kovshevogo vakuumirovanija stali [Technological aspects of the removal of hydrogen using a ladle degassing plant]. Metallurg, 2004. No.11. pp. 41-42. (In Russ.)Smirnov A.N., Safonov V.M. Vakuumirovanie stali: tehnologija, oborudovanie [Steel degassing: technology, equipment]. Jelektrometallurgija, 2008. No.11. pp. 8-14. (In Russ.)Smirnov A.N., Safonov V.M. Vakuumirovanie stali: tehnologija, oborudovanie [Steel degassing: technology, equipment]. Jelektrometallurgija, 2008. No.11. pp. 8-14. (In Russ.)Nikolaev A.O., Bigeev V.A., Nikolaev O.A., Chigasov D.K. Osobennosti vakuumirovanija trubnyh marok stali v uslovijah KKC OAO «MMK» [Features of vacuum tube steel grades in a CCC OJSC "MMK"]. Jelektrometallurgija, 2013. No.4. pp. 19-24. (In Russ.)Nikolaev A.O., Bigeev V.A., Nikolaev O.A., Chigasov D.K. Osobennosti vakuumirovanija trubnyh marok stali v uslovijah KKC OAO «MMK» [Features of vacuum tube steel grades in a CCC OJSC "MMK"]. Jelektrometallurgija, 2013. No.4. pp. 19-24. (In Russ.)Zhitluhin E.G., Meling V.V., Dresvjankina L.E., Gudov A.G., Stepanov I.A. Osvoenie i povyshenie jeffektivnosti tehnologii vakuumirovanija stali [The development and improvement of the efficiency of steel degassing]. Stal', 2014. No.6. pp. 12-14. (In Russ.)Zhitluhin E.G., Meling V.V., Dresvjankina L.E., Gudov A.G., Stepanov I.A. Osvoenie i povyshenie jeffektivnosti tehnologii vakuumirovanija stali [The development and improvement of the efficiency of steel degassing]. Stal', 2014. No.6. pp. 12-14. (In Russ.)Protasov A.V., Sivak B.A., Luk'janov A.V., Nikitenko A.S., Shhjogolev N.A. Sostojanie i perspektivy razvitija kovshovogo vakuumirovanija zhidkoj stali [Condition and Prospects of vacuum ladle of molten steel]. Chernaja metallurgija, 2010. No.11(1331). pp. 38-44. (In Russ.)Protasov A.V., Sivak B.A., Luk'janov A.V., Nikitenko A.S., Shhjogolev N.A. Sostojanie i perspektivy razvitija kovshovogo vakuumirovanija zhidkoj stali [Condition and Prospects of vacuum ladle of molten steel]. Chernaja metallurgija, 2010. No.11(1331). pp. 38-44. (In Russ.)Nebosov Ju.I., Suharev S.V., Kazakov S.V. Raschet kinetiki udalenija vodoroda v gazovuju fazu pri kovshevom vakuumirovanii [Calculation of kinetic remove hydrogen in the gas phase during ladle vacuum treatment]. Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Chernaja metallurgija, 2007. No.7. pp. 16-18. (In Russ.)Nebosov Ju.I., Suharev S.V., Kazakov S.V. Raschet kinetiki udalenija vodoroda v gazovuju fazu pri kovshevom vakuumirovanii [Calculation of kinetic remove hydrogen in the gas phase during ladle vacuum treatment]. Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Chernaja metallurgija, 2007. No.7. pp. 16-18. (In Russ.)Morozov A.N. Vodorod i azot v stali [Hydrogen and nitrogen in steel]. Moskow: Metallurgija, 1968. 283 p. (In Russ.)Morozov A.N. Vodorod i azot v stali [Hydrogen and nitrogen in steel]. Moskow: Metallurgija, 1968. 283 p. (In Russ.)Karpenko G.V., Kripjatkevich R.I. Vlijanie vodoroda na svojstva stali [The effect of hydrogen on the properties of steel]. Moskow: Metallurgizdat, 1962. 197 p. (In Russ.)Karpenko G.V., Kripjatkevich R.I. Vlijanie vodoroda na svojstva stali [The effect of hydrogen on the properties of steel]. Moskow: Metallurgizdat, 1962. 197 p. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.