Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ПРЯМОГО ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ МАРГАНЦЕМ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-12-933-938

Полный текст:

Аннотация

Одним из путей повышения эффективности производства в черной металлургии является снижение расхода дорогостоящих и дефицитных  ферросплавов.  Большие  возможности  в  этом  направлении  содержатся  в  технологии  прямого  легирования  стали  оксидными  материалами.  В  настоящей  работе  проведено  термодинамическое  исследование  процесса  прямого  легирования  стали  марганцевыми  оксидными материалами (марганцевой рудой) и промышленное опробование этой технологии. Рассмотрены два варианта технологии прямого легирования: в окислительных условиях при плавке стали в современной 100-т электросталеплавильной печи и в восстановительных  условиях  при  обработке  стали  на  агрегате  ковш – печь  (АКП).  Термодинамическое  моделирование  окислительного  варианта  технологии  с помощью программного комплекса «Астра» показало, что существует возможность повысить содержание марганца в металле при вводе  марганцевой руды. Определяющим фактором в этом процессе является текущее содержание углерода в стали. Для среднеи высокоуглеродистых сталей содержание марганца может быть повышено до 0,6 % и более. Для низкоуглеродистых сталей количество остаточного  марганца определяется содержанием углерода в конце продувки кислородом. Приведена графическая зависимость. В восстановительных  условиях основной реакцией процесса прямого легирования является MnO + Si = Mn + SiO2 . Термодинамический анализ дает довольно  приблизительные  данные,  поэтому  был  применен  полуэмпирический  анализ,  основанный  на  полученном  из  опытных  промышленных  результатов соотношении количеств оксидов FeO и MnО, содержащихся в шлаке в конце обработки стали на АКП. Такой вариант оценки  процесса представляется возможным, так как система металл – шлак при длительной обработке стали на АКП приближается к равновесию.  Используя это соотношение, а также условия сохранения исходной основности шлака и поддержания содержания FeO в шлаке на уровне  около 1 %, было составлено балансовое уравнение, описывающее процесс прямого легирования марганцевой рудой в ковше. Уравнение  позволило  выполнить  расчет  основных  технологических  параметров  процесса  прямого  легирования  марганцевой  рудой  применительно  к условиям производства. Получена хорошая сходимость теоретических расчетов и практических данных.

Об авторах

А. В. Дмитриенко
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

аспирант кафедры металлургии черных металлов

654007, Россия, Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42



Е. В. Протопопов
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

д.т.н., профессор кафедры металлургии черных металлов

654007, Россия, Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42



В. И. Дмитриенко
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

к.т.н., доцент кафедры металлургии черных металлов

654007, Россия, Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42



Н. Ф. Якушевич
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

д.т.н., профессор кафедры металлургии цветных металлов и химической технологии

654007, Россия, Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42



В. Ф. Горюшкин
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

д.х.н., профессор кафедры естественнонаучных дисциплин

654007, Россия, Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42



Список литературы

1. Булянда А.А., Наконечный А.Я., Мизин В.Г. Экономия марганца в конвертерном производстве стали // Металлургическая и горнорудная промышленность. 1986. No 3. С. 12 – 13.

2. Наконечный А.Я., Урцев В.Н., Афонин С.З., Синяков Р.В., Кудрин В.А., Хабибулин Д.М., Шмаков А.В. Преимущества использования безотходных и экологически рациональных технологий прямого легирования для комплексного решения проблемы ресурсосбережения и охраны окружающей среды. – В кн.: Труды одиннадцатого конгресса сталеплавильщиков. – М.: ОАО Черметинформация, 2011. С. 92 – 110.

3. Бобкова О.С., Барсегян В.В. Перспективы развития технологий прямого легирования стали из оксидных расплавов // Металлург. 2006. No 9. С. 43 – 46.

4. Толымбеков М.Ж., Такенов Т.Д., Ахметов А.Б. Прямое легирование стали марганцем. – Алматы: НИЦ «Ғылым», 2003. – 304 c.

5. Cacir Ali Fuat, Yaman Atila Afes Tayfuu. Manganfalling aus schwefel sauer Losungen durch induziele Oxidation // Chem. Acta Turk. 1982. Bd. 10. No. 1. Р. 51 – 57.

6. Черная металлургия зарубежных стран (обзор). Контракт No 062-3/36 от 23.05.96 г. – М.: АООТ «Черметинформация», 1996. – 74 c.

7. Ubaruki T., Kanemoto M., Ogatoetal S. Development of smelting Reduction of Iron Ore-an Approach to Commercial Ironmaking // Iron and Steelmaking. 1990. No. 12. P. 30 – 37.

8. Fruehan R.J. Condition and prospects of converter production development // Proсess 6th International Iron and Steel Congress, Nagoya, Oct. 21 – 26. 1990. No. 3. P. 73 – 85.

9. Chappelien Ph. Application of manganese ore in steelmaking shop of plant Solla c Florange // Revue de Métallurgie (France). 1989. Vol. 86. No. 12. P. 999 – 1001.

10. Ibaraki Tetsuhari. Metallurgical effect of combined converter process with variable intensity of scavenging // Journal of the Iron and Steel Institute of Japan. 1984. Vol. 70. No. 12. P. 897.

11. Kaneko Tonhiyuki. Lowslag process converter melting. Disoxidation of manganese ore during lowslag process // Journal of the Iron and Steel Institute of Japan. 1987. Vol. 73. No. 12. P. 275.

12. Vargas-Ramirez M., Romero-Serrano A., Chavez-Alcala F. Reduction of MnO from molten slags with liquid steel of high carbon content // Steel Research. 2002. Vol. 73. No. 9. P. 75 – 80.

13. Toshiyukk Kaneko. Definition of optimal composition of manganese agglomerate, which provide high speed of manganese disoxidation // Current advances of materials and processes. 1991. Vol. 4. No. 4. P. 1831 – 1838.

14. Нохрина О.И. Развитие теории и разработка ресурсосберегающей технологии раскисления и легирования стали оксидными марганецсодержащими материалами: Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. – Новокузнецк, 2005. – 43 c.

15. Климов В.Ю., Рыбенко И.А., Мочалов С.П. Разработка и применение компьютерной инструментальной системы для термодинамических расчетов на базе программного комплекса «Астра» // Изв. вуз. Черная металлургия. 2005. No 4. С. 54 – 60.

16. Suk Min-Oh, Sung-Koo, Seo Chang-Woo, Kim Seon-Hyo, Kim Jeon-Sik, Shim Sang-Chut, Kim Jcong-Tae. The effect of carbon in slag on steel reoxidation be CaO-SiO2-Al2O3-MgO-MnO-FeO slags // Steel Rek. Int. 2005. Vol. 76. No. 4. P. 287 – 295.

17. Григорян В.А., Белянчиков Л.Н., Стомахин Ф.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. – М.: Металлургия, 1987. – 271 с.

18. Meraikib Mohammed. Effect of BaO, basicity and temperature on manganese distribution between slag and hot metal in blast furnace // Steel Res. Int. 2009. Vol. 80. No. 2. P. 99 – 106.

19. Банья С., Донг-Шим. Применение модели регулярных растворов к сталеплавильным шлакам. – В кн.: IX Советско-японский симпозиум по физико-химическим основам металлургических процессов. – М.: ИМЕТ АН СССР, 1983. С. 21 – 41.

20. Яковлев П.Д. Промышленные типы рудных месторождений: Учебное пособие для вузов. – М.: Недра, 1986. – 358 с.


Для цитирования:


Дмитриенко А.В., Протопопов Е.В., Дмитриенко В.И., Якушевич Н.Ф., Горюшкин В.Ф. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ПРЯМОГО ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ МАРГАНЦЕМ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2018;61(12):933-938. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-12-933-938

For citation:


Dmitrienko A.V., Protopopov E.V., Dmitrienko V.I., Yakushevich N.F., Goryushkin V.F. DIRECT STEEL ALLOYING BY MANGANESE UNDER RECENT CONDITIONS OF ELECTRIC STEEL-MAKING. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2018;61(12):933-938. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-12-933-938

Просмотров: 182


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


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