Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

ДЕФОСФОРАЦИЯ ХРОМИСТЫХ РАСПЛАВОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОКСИДОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-1-54-59

Полный текст:

Аннотация

Высокое содержание фосфора в хромсодержащей стали приводит к снижению ее служебных характеристик, повышению склонности стали к хрупкому излому. Известно, что процесс дефосфорации в восстановительных условиях за счет обработки металла кальцием или редкоземельными металлами (РЗМ) зависит от возможности сохранения этих элементов в расплаве, потери хрома при этом процессе отсутствуют. В работе приведены результаты исследования дефосфорации железо-хромистого расплава (13 % хрома) шлаковыми смесями, содержащими оксиды РЗМ. Предложенная термодинамическая модель подтвердила возможность дефосфорации высоколегированных сталей при низких содержаниях углерода. Экспериментальные плавки проведены в печи сопротивления с графитовым нагревателем при температуре 1600 °С, где в качестве защитной атмосферы был использован аргон. После расплавления на металл подавалась шлаковая смесь. Отмечено, что основное влияние на процесс дефосфорации в этом случае оказывает окислительный потенциал системы «металл – шлак», который в свою очередь определяется содержанием алюминия в стали. Количество удаляемого фосфора увеличивается с повышением содержания оксида РЗМ в шлаковой смеси и при 40 % оксидов РЗМ в смеси (кратность шлака 0,03) достигает 0,007 %, что отвечает степени дефосфорации 20 %. При кратности шлака 0,1 и 20 % оксидов РЗМ в шлаке, концентрация фосфора снижается на 0,014 %, т. е. на 36 %. Экспериментальные данные по дефосфорации хромсодержащего металла согласуются с расчетными при допущении перехода в шлак фосфора в виде фосфида церия. При замене оксидов РЗМ (ОРЗМ) на CaO, что отвечает снижению отношения (% ОРЗМ)/(% CaO), степень дефосфорации вначале не меняется, а затем, начиная с (% ОРЗМ)/(% CaO) = 0,67, стремительно снижается, несмотря то, что концентрация алюминия в металле при этом не изменяется. В работе отмечено, что повышение содержания оксида РЗМ в шлаке выше 25 % является экономически не оправданным, так как при этом степень дефосфорации остается неизменной.

Об авторах

А. Д. Дауд
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

аспирант кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов,

119049, Москва, Ленинский пр., 4



А. Е. Семин
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

д.т.н., профессор кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов,

119049, Москва, Ленинский пр., 4



Г. И. Котельников
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

к.т.н., доцент кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов,

119049, Москва, Ленинский пр., 4



Л. Е. Щукина
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

ассистент кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов,

119049, Москва, Ленинский пр., 4



Список литературы

1. Masamichi Kowaka, Hisao Fujikawa. Eff ects of phosphorus and nitrogen on stress corrosion cracking of austenitic stainless steels in boiling MgCl2 solution // Journal Japan Institute of Metals and Materials. 1970. Vol. 34. No. 10. P. 1047 – 1054.

2. Setsuo Kawasijima, Yukio Aoyama, Futoshi Fukui etc. A new testing method to evaluate a weld cracking susceptibility for stainless steel sheets // Tetsu-to-Hagane. 1976. Vol. 62. No. 10. P. 1386 – 1391.

3. Yasushi Nakmura, Kazu-umi Harshima, Michihisa Ito. Phosphorus removal from Fe-Cr-C alloys with CaC2 -CaF2 flux // Tetsu-toHagane. 1977. Vol. 63. No. 14. P. 2287 – 2291.

4. Петрухин С.Н., Григорян В.А., Стомахин А.Я. и др. Дефосфорация расплавов железа фторидным шлаком с добавкой кальция // Изв. вуз. Черная металлурrия. 1977. № 5. С. 65 – 67.

5. Hiroyuki Katayama, Hiroyuki Kajioka, Makoto Inatomi, Kazuumi Harshima. Dephosphorization of molten high chromium steel with CaC2-CaF2 flux // Tetsu-to-Hagane. 1979. Vol. 65. No. 8. P. 1167 – 1175.

6. Дауд А.Д., Семин А.Е., Котельников Г.И. Исследование процесса дефосфорации высокохромистого расплава при обработке металла оксидами РЗМ // Черные металлы. 2015. № 10. С. 46 – 47.

7. Павлов А.В., Уточкин Ю.И., Казаков Ю.В. и др. Изучение возможности внепечной дефосфорации ферросплавов путем применения РЗМ // Сталь. 1994. № 9. C. 40 – 43.

8. Уточкин Ю.И., Семин А.Е., Павлов А.В. и др. Проблема удаления фосфора из высоколегированных расплавов // Изв. вуз. Черная металлургия. 1994. № 5. С. 1 – 7.

9. Физико-химические расчеты электросталеплавильных процессов / В.А. Григорян, А.Я. Стомахин, А.Г. Пономаренко и др. – М.: Металлургия, 1989. – 286 с.

10. Thermo-Calc Software. http://www.thermocalc.com/media/41190/tchea1.pdf.

11. Outotec. http://www.outotec.com/en/Products--services/HSC-Chemistry/Databases.

12. Балковой Ю. В., Алеев Р. А., Баканов В. К. Параметры взаимодействия первого порядка в расплавах на основе железа: Обзор. информ. – М.: Ин-т «Черметинформация», 1987. – 42 с.

13. Снитко Ю.П., Суровой Ю.Н., Лякишев Н.П. О связи параметров взаимодействия с атомными характеристиками компонентов // ДАН. 1983. Т. 268. № 5. С. 115 – 117.

14. Sigworth G.K., Elliot J.F. The thermodynamics of liquid dilute iron alloys // Metal science Journal. 1974. Vol. 8. No. 9. P. 298 – 310.

15. Yamada K., Kato E. Mass spectrometric determination of activities of phosphorus in liquid Fe-P-Si, Al, Ti, V, Cr, Co, Ni, Nb and Mo alloys // Tetsu-to-Hagane. 1979. Vol. 65. No. 2. P. 273 – 280.

16. Куликов И. С. Раскисление металлов. – М.: Металлургия, 1975. – 504 с.

17. Лаборатория крупного слитка. Параметры взаимодействия первого порядка. http://steelcast.ru/fi rst-order_interaction_coefficients.


Для цитирования:


Дауд А.Д., Семин А.Е., Котельников Г.И., Щукина Л.Е. ДЕФОСФОРАЦИЯ ХРОМИСТЫХ РАСПЛАВОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОКСИДОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2017;60(1):54-59. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-1-54-59

For citation:


Dawood A.D., Semin A.E., Kotelnikov G.I., Shchukina L.E. DEPHOSPHORIZATION OF HIGH-CHROMIUM STEELS USING RARE EARTH OXIDES. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2017;60(1):54-59. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-1-54-59

Просмотров: 199


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)