Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДЕСУЛЬФУРАЦИИ МЕТАЛЛА БОРСОДЕРЖАЩИМИ ШЛАКАМИ СИСТЕМЫ СaО–SiO2 –MgO–Al2 O3 –B2 O3

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-12-955-959

Полный текст:

Аннотация

Проведено термодинамическое моделирование процесса десульфурации металла борсодержащими шлаками системы СаО – SiO2  – MgO – Al2 O3  – B2 O3 с применением программного комплекса HSC 6.12 Chemistry (Outokumpu). Изучены влияния температуры процесса (1500 – 1700 °С), основности шлака (2 – 5) и содержания В2 О3 (1 – 4 %)1 на десульфурацию стали. Установлено, что увеличение температуры процесса десульфурации металла с 1500 до 1700 °С способствует снижению содержания серы в изученном диапазоне основности шлака. При температуре 1600 °С содержание серы в металле составило 0,0052 % для шлака основностью 2, а при 1650  °С ее концентрация составила 0,0048 %. Повышение основности шлака с 2 до 5 оказало благоприятное влияние на степень десульфурации металла, увеличивая ее соответственно с 80,7 до 98,7 % при температуре 1600 °С. При этом повышение концентрации В2 О3 в шлаке оказало отрицательное влияние на процесс десульфурации металла. Шлак основностью 2, содержащий 1 и 4 % В2 О3 , позволил получить количество серы в металле соответственно 0,0052 и 0,012 % при температуре 1600 °С, а шлак основностью 5 с таким же содержанием В2 О3 при той же температуре обеспечил количество серы в металле на уровне 0,00036 и 0,001 % соответственно. Следует отметить, что более благоприятные условия процесса десульфурации металла обеспечил шлак без оксида В2 О3 по сравнению с борсодержащим. Шлаки основностью 2 и 5 без В2 О3 согласно результатам термодинамического моделирования позволили получить металл при температуре 1600  °С с  содержанием серы 0,0039 и 0,00019 % соответственно. Результаты расчета термодинамического моделирования процесса десульфурации металла бор- содержащими шлаками системы СаО – SiO2  – MgO – Al2 O3  – B2 O3 основностью 2 – 5 в интервале температур 1500 – 1700 °С коррелируют с данными экспериментальных исследований и могут иметь практическое значение при совершенствовании технологии процесса десульфурации стали борсодержащими шлаками в сталеплавильном производстве. 

Об авторах

В. А. Салина
Институт металлургии УрО РАН, Екатеринбург
Россия

к.т.н., старший научный сотрудник 

620016, ул. Амундсена, 101



А. В. Сычев
Институт металлургии УрО РАН, Екатеринбург
Россия

к.т.н., старший научный сотрудник 

620016, ул. Амундсена, 101



В. И. Жучков
Институт металлургии УрО РАН, Екатеринбург
Россия

д.т.н., профессор, главный научный сотрудник 

620016, ул. Амундсена, 101



А. А. Бабенко
Институт металлургии УрО РАН, Екатеринбург
Россия

д.т.н., главный научный сотрудник 

620016, ул. Амундсена, 101



Список литературы

1. Металлургия стали. Учебник для вузов / В.И. Явойский, Ю.В. Кряковский, В.П. Григорьев и др. – М.: Металлургия, 1983. – 584 с.

2. Чуйко Н.М., Чуйко А.Н. Теория и технология электроплавки стали. – Киев-Донецк: Головное изд-во, 1983. – 248 с.

3. Бигеев А.М., Бигеев В.А. Металлургия стали. Теория и технология плавки стали. Учебник для вузов. Изд. 3-е перераб. и допол. – Магнитогорск: изд. МТГУ, 2000. – 544 с.

4. Каблуковский А.Ф. Производство электростали и ферросплавов. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. – 511 с.

5. Дюдкин Д.А., Кисиленко В.В. Производство стали. Внепечная металлургия стали. – М.: Теплотехник, 2010. Т. 3. – 544 с.

6. Новиков В.А., Царев В.А., Новиков С.В., Афанасьев С.Ю., Батов Ю.М. Термодинамические и кинетические особенности процесса десульфурации // Электрометаллургия. 2012. № 9. С. 16 – 20.

7. Соколов Г.А. Внепечное рафинирование стали. – М.: Металлургия, 1977. – 208 с.

8. Wang H., Zhang T., Zhu H., Li G., Yan Y., Wang J. Effect of В2 О3 on melting temperature, viscosity and desulfurization capacity of CaO-based refining flux // ISIJ International. 2011. Vol. 51. No 5. P. 702 – 706.

9. Турсунов Н.К., Семин А.Е., Санокулов Э.А. Исследование процессов дефосфорации и десульфурации при выплавке стали 20ГЛ в индукционной тигельной печи с дальнейшей обработкой в ковше с использованием редкоземельных металлов // Черные металлы. 2017. № 1. С. 33 – 40.

10. Акбердин А.А., Ким А.С., Есенжулов А.Б. Теоретическая оценка и промышленная проверка технологии выплавки рафинированного феррохрома с использованием легкоплавких флюсов: Сб. трудов Международной научной конференции «Физико-химические основы металлургических процессов», посвященной 110-летию со дня рождения академика А.М. Самарина. – М.: ИМЕТ РАН, 2012. С. 69.

11. Возчиков А.П., Демидов К.Н., Смирнов Л.А. и др. Разработка борсодержащих высокомагнезиальных флюсов рационального состава для сталеплавильного производства и экспериментальная оценка их физико-химических и рафинирующих свойств // Черная металлургия. Бюл. ин-та «Черметинформация». 2014. № 11. С. 35 – 38.

12. Zhu Z.X., Li G.R., Wang H.M., Dai Q.X., Li B. // J. Univ. Sci. Technol. 2006. Bd. 28. S. 725.

13. Жарменов А.А., Муканов Д.М., Акбердин А.А. и др. Комплексная переработка минерального сырья Казахстана // Бор в процессах подготовки и металлургической переработки железорудного сырья. – Астана: Фолиант, 2003. Т. 3. С. 3 – 87.

14. Kim Gi Hyun, Sohn Il. Role of B2 O3 on the viscosity and structure in the CaO–Al2 O3 –Na2 O-based system // Metallurgical and Materials Transaction. 2014. Vol. 45. № 1. P. 86 – 95.

15. Kim Youngjae, Morita Kazuki. Relationship between molten oxide structure and thermal conductivity in the CaO–SiO2 –B2 O3 system // ISIJ International. 2014. Vol. 54. № 9. P. 2077 – 2083.

16. Сычев А.В., Салина В.А., Бабенко А.А., Жучков В.И. Изучение межфазного распределения бора между борсодержащим оксидом и металлом // Изв. вуз. Черная металлургия. 2017. Т. 60. № 2. С. 140 – 144.

17. Wan Yong, Chen Weiqing. Effect of boron content on the microstructure and magnetic properties of non-oriented electrical steels // J. Wuhan Univ. Technol. Mater. Sci. Ed. 2015. Vol. 30. No. 3. P. 574 – 579.

18. Величко О.Г., Камкiна Л.В., Манiдiн В.С., Iсава Л.Є., Червоний I.Ф. Роль бору в процесах отримання якiсної сталi i проблеми його визначення // Теория и практика металлургии. 2015. № 1-2. С. 104 – 108.

19. Богданов Н.А., Сычков А.Б., Деревянченко И.В. и др. Разработка и освоение производства борсодержащих сталей // Металлург. 1999. № 2. С. 29, 30.

20. Жучков В.И., Сычев А.В., Акбердин А.А., Трофимов Е.А., Салина В.А., Бабенко А.А. Исследование и совершенствование процесса получения комплексных борсодержащих ферросплавов. Сб. материалов XVI Международной конференции «Современные проблемы электрометаллургии стали». – Челябинск: ИЦ ЮУрГУ, 2015. Ч. 2. С. 191 – 196.

21. Жучков В.И., Леонтьев Л.И., Бабенко А.А., Сычев А.В., Акбердин А.А. Перспективные направления использования борсодержащих материалов в черной металлургии: Сб. трудов XX Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. – Екатеринбург: Уральское отделение Российской академии наук, 2016. Т. 3. С. 73.

22. Roine A. Outokumpu HSC Chemistry for Windows. Chemical reactions and Equilibrium software with extensive thermochemical database. – Pori: Outokumpu research OY, 2002.


Для цитирования:


Салина В.А., Сычев А.В., Жучков В.И., Бабенко А.А. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДЕСУЛЬФУРАЦИИ МЕТАЛЛА БОРСОДЕРЖАЩИМИ ШЛАКАМИ СИСТЕМЫ СaО–SiO2 –MgO–Al2 O3 –B2 O3. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2017;60(12):955-959. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-12-955-959

For citation:


Salina V.A., Sychev A.V., Zhuchkov V.I., Babenko A.A. THERMODYNAMIC MODELING OF THE PROCESS OF METAL DESULPHURATION BY BORON CONTAINING SLAGS OF THE СaО–SiO2 –MgO–Al2 O3 –B2 O3 SYSTEM. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2017;60(12):955-959. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-12-955-959

Просмотров: 141


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


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