автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Исследование и разработка технологии рафинирования металлического расплава от неметаллических включений с целью повышения качества кордовой стали

На правах рукописи

КУШНЕРЕВ ИЛЬЯ ВАСИЛЬЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАСПЛАВА ОТ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА КОРДОВОЙ СТАЛИ

Специальность 05.16 02. «Металлургия черных, цветных и редких

металлов»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2007

003069470

Диссертационная работа выполнена на кафедре металлургии стали ферросплавов Государственного технологического университета Московского института стали и сплавов

Научный руководитель.

доктор технических наук, профессор Казаков Сергей Васильевич Официальные оппоненты'

доктор технических наук, профессор Смирнов Николай Александрович кандидат технических наук Сафронов Александр Афанасьевич Ведущее предприятие ОАО ММЗ «Серп и молот»

Защита состоится «31» мая 2007 г в 10 00 на заседании диссертационного совета Д 212 132 02 при Государственном технологическом университете Московском институте стали и сплавов по адресу 119049, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 6, ауд А-305

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного технологического университета Московского института стали и сплавов

Автореферат разослан «27» апреля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, доктор технических наук, профессор

Семин АЕ

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Современная технология производства черных металлов предполагает максимальную интенсификацию процессов плавления, вследствие чего расплав в конце плавки оказывается пересыщенным кислородом Ввиду этого обязательным элементом современной технологической схемы является раскисление стали с целью снятия избыточной окисленности При этом свободный кислород связывается в оксиды, присутствие которых в затвердевшем металле ведет к ухудшению механических свойств готовой продукции

В связи с этим, рафинирование стали от неметаллических включений является актуальной задачей, успешное решение которой позволит получать качественную металлопродукцию

В настоящее время разработаны достаточно эффективные методы решения данной задачи Однако современное ее решение предполагает кроме достижения собственно технического результата снижение расходов по переделу, то есть оптимизацию применения различных методов внепечной обработки расплава Этого можно достичь только на основе физически обоснованных моделей, описывающих процесс рафинирования стали от включений Предлагаемые методы описания процессов рафинирования носят, как правило, эмпирический характер, что не позволяет использовать их априори, разрабатывая рекомендации по удалению НВ из расплава, в частности при производстве кордовой стали

Цель работы

Теоретическое описание механизма рафинирования стали от неметаллических включений шлаком, предполагающее, в том числе описание переноса неметаллических включений из объема металлического расплава к границе раздела «металл-шлак» и описание процесса ассимиляции включений шлаком

\ '

Разработка методов активного управления содержанием включений в стали путем регулирования гидродинамической обстановки в ковше и управления составом покровного ковшевого шлака

Разработка технологии производства кордовой стали без использования вакууматора, обеспечивающей получение показателей, сопоставимых с качеством металла, произведенного по стандартной технологии

Основные задачи исследования

Анализ существующих представлений о механизме рафинирования стаж от продуктов раскисления

Выбор подхода к описанию изучаемых процессов

Разработка математических моделей, описывающих эффективность рафинирования расплава от включений в зависимости от гидродинамики расплава и свойств покровного ковшевого шлака

Разработка технологии рафинирования стали от неметаллических включений методами внепечной металлургии, е. том числе без использования вакууматора

Научная новизна

1 Показано, что удаление неметаллических включений представляет собой сложный вероятностный процесс, определяемый массопереносом неметаллических включений к поверхности раздела фаз шлак-металл и процессом абсорбции неметаллических включений шлаком

2 Установлено, что эффективность массопереноса неметаллических включений определяется одновременным присутствием в расплаве микропульсаций (за счет пузырей газа) и макроперемешиванием (за счет циркуляции расплава)

3 Показано, что экстремальный характер зависимости эффективности рафинирования от гидродинамики расплава обусловлен процессом эмульгирования покровного шлака Показана возможность управления

гидродинамикой системы за счет выбора дутьевого устройства и регулирования режима продувки

4 Показано, что эффективность процесса ассимиляции неметаллических включений шлаком определяется разностью химических потенциалов взаимодействующих фаз и носит экстремальный характер, что позволяет оптимизировать условия обработки

Практическая значимость

1 Предложена технология внепечной обработки стали, предусматривающая рафинирование расплава от неметаллических включений путем регулирования режима продувки и подбора состава покровного шлака, позволяющая получить качественный металл без проведения углеродного раскисления

2 Разработанная технология позволила освоить производство кордовой стали в условиях ЭСПЦ-1 РУП «БМЗ» без использования вакууматора, что обеспечило рост объемов производства и снижение расходов по переделу

3 Разработана модель рафинирования кордовой стали от неметаллических включений, на основе которой можно оптимизировать технологию внепечной обработки других марок стали

Апробация работы

Основные положения и результаты исследований доложены и обсуждены на конференции «Современные проблемы теории и практики производства качественно стали» (г Мариуполь, Украина, 2004 г), на VIII конгрессе сталеплавильщиков (г Нижний Тагил, 2004 г), на конференции «Металлургия XXI века» (г Жлобин, Белоруссия, 2004 г), на 8-й Европейской электросталеплавильной конференции (г Бирмингем, Великобритания, 2005 г), в Институте металлургии Рейн-Вестфальской технической школы (г Аахен, Германия, 2005), на 2-й конференции молодых специалистов «Металлургия XXI века» (ВНИИМЕТМАШ, 2006 г), в Институте производства чугуна и

3

стали Фрайбергской горной академии (г Фрайберг, Германия, 2006 г), на 9-м конгрессе сталеплавильщиков (г Старый Оскол, 2006 г )

Публикации

По результатам исследований опубликовано 10 печатных работ в периодических изданиях и трудах научных конференций

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 5 глав и выводов, списка использованных источников из 136 наименований и 3 приложений Работа содержит 125 страниц текста, 49 рисунков, 15 таблиц

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении говорится о значении в непечной обработки стали в современной металлургии Показано значение чистоты стали по неметаллическим включениям для служебных: свойств металлопродукции Поставлены цели и определены задачи работы

В первой главе описаны известные методы повышения чистоты стали по неметаллическим включениям Представлены различные точки зрения на вопрос о механизме удаления продуктов раскисления

Анализ литературных данных показал, что снижение загрязненности стали неметаллическими включениями может быть достигнуто несколькими путями, 1) путем предотвращения образования включений, 2) за счет удаления сформировавшихся включений и 3) разложения существующих

Уменьшить образование неметаллических включений при окончательном осаждающем раскислении можно, проведя предварительно углеродное раскисление расплава с образованием газообразных продуктов реакции Такой подход реализуется в основном при вакуумировании, но также может быть реализован и при атмосферном давлении в случае избытка углерода

4

Разложение неметаллических включений для сложившейся практики раскисления в черной металлургии практического значения не имеет

Удаление неметаллических включений как правило производится в результате их удаления в шлак, осаждения на футеровке ковша или на специальных пористых фильтрах, устанавливаемых в промежуточных ковшах МНЛЗ

Однако основным методом борьбы с включениями является удаление включений в покровный шлак

Процесс рафинирования расплава от неметаллических включений можно разделить на следующие стадии 1) массоперенос к границе раздела фаз «металл-шлак», 2) ассимиляция шлаком

При описании первой стадии в основном используют представления о всплытии включений в невозмущенном расплаве в гравитационном поле, в концентрационных полях или под действием конвективных потоков Лишь в некоторых работах учитывается факт, что в ковшах с пневматическим перемешиванием именно вынужденное движение расплава является преобладающим

При описании процесса взаимодействия включений со шлаком, как правило, опираются на представления классической равновесной термодинамики, не учитывая неравновесность рассматриваемого процесса и необратимость его протекания.

Таким образом, цель работы состоит в разработке технологии рафинирования стали покровным шлаком на основе теоретического исследования и описания гидродинамики процесса переноса НВ к поверхности раздела «шлак-металл» и процесса ассимиляции включений шлаком

Во второй главе рассмотрены различные варианты технологий производства качественных сталей Дано краткое описание и анализ технологии производства кордовой стали на РУП «БМЗ» Формулируется технологическая задача работы Описана методика сбора и обработки экспериментальных данных

На РУП «БМЗ» основная масса металла для кордовой и бортовой проволоки производится в ЭСПЦ-2 (рис 1) В соответствии с принятой технологией полупродукт выпускают из ДСП-3 вместимостью 100 т со средней температурой 1660°С и средним содержанием углерода 0,2% (масс) Стандартная технология выпуска предусматривает присадку во время выпуска ферросилиция или карбида кремния, ферромарганца, науглероживателя, а также извести и плавикового шпата

После гомогенизации расплава на установку доводки металла (УДМ) ковш поступает на печь-ковш (ПК), где регулируют состав и температуру металла и наводят покровный рафинировочный шлак

Рис 1 Базовая технология производства корда в ЭСПЦ-2 РУП «БМЗ»

Прецизионное легирование стали до марочного состава производится на одном из вакууматоров, преимущественно RH, где одновременно с этим осуществляется частичное углеродное раскислен? е

После вакуумирования сталь поступает на ПК для нагрева перед разливкой Обработка стали на ПК завершается присадкой просушенного кварцевого песка в количестве от 70 до 120 кг за 20-25 минут до передачи плавки на MHJI3

После разливки блюмы сечением 250x300 мм поступают на обжимной стан 850, откуда слитки сечением 125x125 мм направляются на стан 150, производящий катанку (0 5,5 мм), и в дальнейшем в сталепроволочный цех (СтПЦ) для производства кордовой проволоки (0 0,15-0,35 мм)

Данная технология позволяет стабильно производить кордовый металл со свойствами, соответствующими требованиям ТУ 14-14752-89

В целях увеличения объемов производства на РУП «БМЗ» начато освоение

технологии производства стали для кордовой и бортовой проволоки в ЭСПЦ-1 (рис 2), что в условиях конкретного производства позволяет ликвидировать один прокатный передел

Рис 2 Опытная технология производства корда в ЭСПЦ-1 РУП«БМЗ»

Однако отсутствие в технологической цепочке вакууматора не позволяет проводить углеродное раскисление, в результате чего основным методом рафинирование расплава от НВ является обработка расплава покровным шлаком на ПК

В процессе выполнения работы использовали электронные базы данных стандартной технологической информации, проводили исследовательские плавки с дополнительным отбором проб металла во время проведения внепечной обработки в соответствии с разработанной методикой (табл 1) При этом помимо литых проб металла непосредственно во время внепечной обработки отбирались пробы катанки

Анализ состава проб металла и шлака проводили в ЦЗЛ РУП «БМЗ» по стандартной сертифицированной методике Для контроля химического состава стали и шлака использовали Ьесо СБ (С и Б), Ьесо ТЫ (Ы), спектральный анализатор А11Ь (81, Мп, Р, Сг, Си, А1 и др) Химический анализ сталеплавильных шлаков проводили на рентгено-флюоресцентном анализаторе АШ

Таблица 1 Методика сбора информации

Контролируемый параметр Этап производства

УДМ ПК (начало обработки) ПК (середина обработки) ПК (окончание обработки) Катанка

Присадки + + + +

Температура + + + +

Состав металла + + + + +

Состав шлака + + + +

Неметаллические включения +

Оценку загрязненности катанки производили по методике фирмы «Pirelli», в соответствии с которой подсчитывается общее количество включений размером более 1 мкм по всей площади поперечного сечения образца металла, определяется их химический состав и размер, рассчитывается плотность включений Химический состав включений наносится на треугольник составов (CaO, MgO, Mn0)-Si02-Al203, разбитый на 'I области область «А» -обогащенная Si02, область «В» - обогащенная CaO, MgO и МпО, область «С» -обогащенная AI2O3 (более 50%)

Плотность включений с размерами > 1 мкм должна не должна превышать 1000 шт/см2, а плотность включений с содержанием окиси алюминия более 50% в поле С не должна превышать 20 шт/см2

Определение химического состава, размера и количества включений и производили на растровом электронном микроскопе (РЭМ) «Cambridge» с микроанализатором «Stereoscan 120»

Литые пробы анализировали в металлографической лаборатории ЦЗЛ РУП «БМЗ» в соответствии с ГОСТ 1778 по методу «Л», предназначенному для анализа исследовательских проб Использовали металлографический микроскоп фирмы «UNION» (разрешающая способность ц = 0,52, цена деления окулярной шкалы - 0,01 мм, погрешность деления - ± 0,002 мм) Исследования вели при увеличении 400Х В соответствии с рекомендациями государственного стандарта проба после шлифования и полирования расчерчивалась параллельными линиями общей длиной 6 см, вдоль которых

определялись количество и размеры неметаллических включений Включения классифицировались по группам в зависимости от морфологии

Массив собранных данных включал результаты 60 плавок с различной степенью контроля производственного процесса

В третьей главе проанализирован теоретический подход к описанию процесса массопереноса неметаллических включений к границе раздела фаз «металл-шлак»

В условиях интенсивной продувки металлического расплава инертным газом теряет свое значение всплытие неметаллических включений в результате действия сил выталкивания, вследствие разности плотностей металла и оксидной фазы, а также перенос включений конвективными потоками или их движение в концентрационных полях

Поведение расплава в ковшах, обрабатываемых инертным газом, имеет сложный характер (рис 3) Пузыри газа, поступая в расплав, формируют двухфазную область — газожидкостный факел Металл в этой области движется

с линейной скоростью V, вовлекая в циркуляционное движение весь объем металла

Пузыри инертного газа в процессе всплытия, как показали Левич, Ое1егБ и другие исследователи, меняют свои размеры и форму как в результате нагрева и изменения ферростатического давления, так и в результате неравномерного приложения давления по их высоте Это ведет к симбатному изменению скорости расплава в поперечном направлении со скоростью v относительно оси газожидкостного факела В результате воздействия на расплав в этой области ансамбля всплывающих пузырей происходит турбулизация расплава При этом масштаб вихрей, генерируемых в расплаве, определяется амплитудой изменения радиуса пузыря газа

Рис 3 Движение расплава в ковше в процессе продувки 1 - ковш, 2 - пузыри, 3 - продувочное устройство, 4 - газожидкостный факел, 5 - контур циркуляции, 6 - шлак, 7 - бурун, V - скорость движения металла в газожидкостном факеле, м/с, V - скорость, генер -фуемая пузырями, м/с

Для оценки степени турбулизации расплава был использован подход1, согласно которому ее степень оценивали по зеличине дисперсии скорости металла как в газо-жидкостном факеле, так и в масштабах всего ковша

Дисперсия скорости вследствие пульсации всплывающих пузырей газа определяется выражением.

Б^Щ-у)2 Р1 (1)

)

где V, - скорость расплава, генерируемая пузыре« газа в данной точке, м/с; V -средняя по ансамблю скорость расплава в поперечном направлении, м/с

Принимая, что для ансамбля одновременно всплывающих пузырей V равна нулю, получаем

1 А В Тихонов «Прогнозирование и управление однородностью стального расплава с целью повышения

стабильности химического состава литой заготовки» дисс к т н , Мо< ква, 2003

= (2)

"о о

где 0 - общий расход газа, м, У0 - объем пузыря приведенный к нормальным условиям, м3, у(Н) - скорость расплава, генерируемая пузырем на глубине Н, м/с, К(Н) - объем пузыря на глубине Н, м3

Дисперсия скорости, возникающая вследствие макроциркуляции расплава, может быть рассчитана по уравнению

где Уф - объем газожидкостного факела, м3, Уме - объем расплава, м3, V -линейная скорость движения расплава в факеле, м/с

Линейную скорость движения металла в газожидкостном факеле определяли, используя выражение

Г = Н* (1-етр(-(4)

где У - интенсивность продувки, м3/час, Щ- глубина погружения продувочного устройства или глубина расплава в случае донной продувки, м

Значения коэффициентов регрессии К], К2 и К3 получены для основных типов продувочных устройств (табл 2), что позволяет адаптировать результаты расчетов к разным условиям

Таблица 2 Значения коэффициентов для различных типов продувочных устройств_

Тип продувочного устройства Значения коэффициентов в уравнении

к, к2 К3

Фурма с пористым соплом 0,5 1 -0,23

Фурма с круглым соплом 0,5 0,025 0,01

Объединенный массив 0,5 0,07 -0,01

В общем случае количество включений в стали после обработки зависит от длительности продувки, суммарной степени турбулизации расплава и исходного содержания включений

Миз=/(Оп,Оу,М0,т), (5)

где N0 - начальное количество неметаллических включений, т -продолжительность продувки

Доставка неметаллических включений к границе раздела металл-шлак представляет собой сложный вероятностный процесс, зависящий как от массопереноса включений к поверхности раздела макропотоком, так и от перехода включений из объема потока к собственно границе раздела фаз в результате микропульсаций, и может быть описана выражением

Мнв=Ы0е-к{^+Оп)т (6)

Параметры полученного выражения были определены по результатам промышленных испытаний на сталях разных марок в условиях ЭСПЦ-1 и ЭСПЦ-2 РУП «БМЗ»

На рис 4 показана зависимость между степенью турбулизации расплава и количеством неметаллических включений

На графике выделены точки, соответствующие плавкам, на которых рафинировочный шлак был либо переокислен ((%РеО)+(%МпО)>1%), либо имел содержание ("/оБЮг) значительно меньше среднего по выборке

0,910 0,915 0,920 0,925 0,930

exp(-(Dv+Dp)x)

Рис 4 Зависимость количества неметаллических включений от степени турбулизации расплава

Разделение массива данных на две части связано, по-видимому, с особенностями технологии производства этих сталей в разных цехах.

Используя данные, приведенные на рис. 5, можно определять не только оптимальную интенсивность, но и продолжительность продувки.

^ис. 5. Зависимость степени турбулизации расплава от интенсивности и длительности продувки расплава инертным газом

Холодное моделирование процесса донной продувки показало, что в зоне взаимодействия газожидкостного факела со шлаком происходит эмульгирование шлака (рис, б).

Рис. 6, Схема эмульгирования шлака

Для описания процесса эмульгирования использовали критерий Вебера, который описывает соотношение между силой поверхностного натяжения и силой инерции газожидкостного факела:

1Уе ■

(7)

где - скорость газа в сопле (щели), м/с; ёс - диаметр сопла или толщина щели, м, рмс - плотность жидкого металла, кг/м3, а - поверхностное натяжение металла, Н/м

Совокупная площадь капель шлака, проникающих в объем расплава в зависимости от величины \Уе представлена на риг 7

100000

"в Е

| 10000 -

О X

о. о

о с

л =1 я В о с; С 1000

♦ масло вода рм/рв=0,!)1 □ керосин/вода рк/рв=С ,75

100

0,004 0,010 0,027 0,0€3 0,072 0,146

Рис 7 Зависимость площади поверхности капель от значения \Уе

Видно, что по мере возрастания "\Уе и при приближении свойств системы к реальным металлургическим, степень эмульгирования резко возрастает Это может привести не к рафинированию расплава, а к его загрязнению включениями

Четвертая глава посвящена описанию взаимодействия неметаллических включений со шлаком

В результате взаимодействия неметаллических включений со шлаком должно устанавливаться наиболее выгодное термодинамическое состояние системы, то есть состояние с наименьшим уровнем свободной энергии

Для описания металлургических систем можно использовать феноменологические соотношения между потоками и силами, называемые также постулатами Л Онзагера, позволяющие в единой форме описывать процессы различной природы химические реакции, массоперенос, теплоперенос, электрические явления

Согласно первому постулату Онзагера существует линейная связь между движущими силами процессов и потоками свойств системы

т

= (8)

где У, - термодинамический поток, Ьч - феноменологический коэффициент, Х! -термодинамическая движущая сила

Сравнив значения химических потенциалов всех компонентов для обеих контактирующих фаз, можно ответить на вопрос, в какой фазе существование компонента г термодинамически более выгодно При этом разность химических потенциалов, представленная в виде градиента химического потенциала, представляет собой движущую силу процесса массопереноса

&гайц„ (9)

Обозначив в общем случае химический потенциал компонента шлака

, а химический потенциал компонента неметаллического включения

хОу), получаем

Л ЯхОу) = "7 (~ Ц/ЬОу) ) > (10)

°шл

где 5щл - толщина пограничного слоя шлака на границе с металлом

Вследствие отсутствия надежных методик определения толщины пограничного слоя уравнение (10) записали для многокомпонентной системы

через разность обобщенных химических потенциалов

= (И)

^(КхОу)

где а, - активность компонента в шлаке и неметаллических включениях,

соответственно, к = —— эмпирический коэффициент

ёш

Исследования неметаллических включении в пробах литого металла, отобранных до и после обработки стали на ГПС, показали, что более 90% неметаллических включений относятся к размерной группе 0-5 мкм В связи с этим, а также, учитывая стабильность технологии внепечной обработки на РУП «БМЗ», приняли, что эффективность процесса рафинирования расплава от неметаллических включений не будет зависел, от размеров включений, но полностью будут определяется гидродинамикой системы и термодинамическими условиями их сорбции

Расчет активности компонентов фаз проводили по теории А Г Пономаренко, в соответствии с которой шлак рассматривается в виде атомарной системы с коллективизированными электронами

Допущение о возможности проведения расчетов активностей компонентов неметаллических включений по теории, разработанной для шлаков, было сделано на основании изучения агрегатного состояния неметаллических включений в расплаве

С этой целью при подсчете количества неметаллических включений в литых пробах фиксировали информацию об их форме, а также определяли химический состав для каждой группы включений

Оказалось, что все НВ, за исключением включений корунда, являются глобулярными, что свидетельствует об их пребывании в расплаве в жидком виде

Кроме того, состав включений, как правило, является сложным (табл 3) По классификации Р Кислинга обнаруженные типы НВ близки по составу к следующим минералам оксиды типа В - кристобалит (БЮг), силикаты А -родонит (МпО БЮг), силикаты В - кристобалит в оболочке родонита, силикаты (алюминаты) В (сложные) - анортит/гроссуляриг, силикаты С - неизвестный силикат кальция Все эти соединения за исключением обогащенных А1203, являются легкоплавкими при температурах сталеплавильных процессов

Таблица 3 Состав типичных неметаллических включений на _исследовательских плавках по данным РЭМ_

№/марка № нв Тип НВ Элементный состав, %(масс.) Фазовый состав, %(масс.)***

А1 Мп Мй Са О А1203 вЮз МпО СаО

32827/ 70К 1 ОА 21,1 - - 43,3 ** Ост 40 - - 60

2 ОВ* 0,0 45,0 1,0 0,0 0,6 Ост - 96,5 - -

3 ОВ 0,0 45,5 1,2 0,0 0,6 Ост - 97,5 - -

4 СА 0,5 24,1 34,1 0,0 2,2 Ост - 51,6 44,1 -

32828/ 70К 1 СА 0,6 24,0 25,7 0,4 8,8 Ост - 51,4 33,2 -

32826/ 70К 1 СА ОД 22,8 38,6 0,0 0,1 Ост - 48,9 49,9 -

2 СА 0,0 26,6 31,5 0,0 0,9 Ост - 56,9 40,6 -

3 СА 0,0 24,5 36,5 0,0 0,3 Ост - 52,5 47,1 -

23887/ С7(© 1 СВ 1,3 33,5 18,6 0,0 1,2 Ост - 71,8 24,0 -

2 СС 4,4 11,0 0,0 0,9 44,6 Ост - 23,6 - 62,5

3 СВС 6,5 22,5 5,8 0,0 22,5 Ост - 48,1 7,5 31,5

23886/ С7(Ю 1 СВС 19,3 6,2 0,8 1,2 32,5 Ост 39,94 - - 45,6

2 СВС 10,6 9,6 1,2 2,7 37,3 Ост 22,01 20,7 1,5 52,2

3 СВС 28,1 7,9 1,1 1,6 17,2 Ост 58,32 17,0 1,4 24,1

4 СВС 37,5 8,1 0,9 0,0 7,5 Ост 77,81 - - 10,5

Примечания * ОВ - оксид типа В, СА - силикат типа А, СВ - силикат типа В, СС - силикат типа С, СВС - силикат типа В сложного состава, **Ост -остаток, *** Сумма оксидов не равна 100% из-за погрешностей измерений

Установлено, что более 90% от общего количества неметаллических включений в литых пробах относятся к типам оксид А и силикаты А и В Средний состав данных включений приведен в табл 4

Таблица 4 Фазовый состав основных типов включений

Тип НВ Фазовый состав, % (масс.)

А1203 8Ю2 МпО СаО

ОА 40 - - 60

СА - 55 45 -

СВ - 70 30

Доля каждого типа включений составляет ОА - 20%, СА - 50%, СВ - 30% То есть общая доля силикатов марганца в литых пробах составляет 80%

Анализ изображений включений показа.!, что все указанные типы являются глобулярными, то есть будут вызывать меньшие напряжения в металлической матрице, чем остроугольные корундовые Однако важнейшим показатель качества кордовой стали является общая загрязненость неметаллическими включениями В связи с эсим уточняя технологическую задачу рафинирования стали от неметаллических включений, шлаковый режим разрабатывали с целью удаления наиболее многочисленных типов неметаллических включений — силикатов марганца

В результате проведения расчетов была получена зависимость между величиной разности обобщенных химических потенциалов и количеством неметаллических включений в стали (рис 8)

1400 -1

1200 - ♦ I I

1000 ♦ ♦

♦

I

о I- 3 800 - ♦ ♦ у/ !

ю X 600 - ♦

■г. ♦ I

400 - ♦ " ♦

♦ \

200 ) 1 ! 1

0

-0,600 -0,400 -0,200 0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 (Хх*1па,)шл-(Хх*1па|)нв

Рис 8 Зависимость загрязненности стали неметаллическими включениями от разности обобщенных химических потенциалов по оксидам ЗЮг, МпО, РеО

Отсюда следует, что для включений типичных для кордовой стали, существуют шлаки, оптимальные с точки зрения ассимиляции продуктов раскисления

Сопоставили состав включений в кордовом металле и состав шлака в критических областях, акцентируя внимание на содержании оксидов кремния, марганца и железа Было установлено (табл 5), что области с высокой загрязненностью характеризуются повышенной окисленностью шлака и пониженным содержанием оксида кремния Шлаки для области с низкой

загрязненностью характеризуются содержанием 8Ю2 на среднем уровне и хорошей раскисленностью

Таблица 5 Состав шлака (средний по выборке и в критических областях)

СаО Si02 FeO+MnO MgO р2о5 АЬОз

Средний состав шлака 54,4 29,7 2,1 8,9 0,1 44

Область с высокой загрязненностью 50,2 26,7 3,2 13,0 0,1 6,4

Область с низкой загрязненностью 54,6 31,7 1,1 8,3 0,1 3,8

Пятая глава посвящена практической реализации разработанных рекомендаций.

Эксперименты проводили на углеродистых марках стали, близких по составу к кордовой - марки С7(Ю и С16Т). Всего было проведено 8 тестовых и 10 сравнительных плавок (табл 6).

Таблица 6 Параметры тестовых и сравнительных плавок

Марка Образование шлака Шлак Обработка Аг

Песок, кг (Si02), % (FeO+MnO), % В J, л/мин т,с

C70D 200 30 0,39 1,9 60 38

C70D 200 30 1,14 1,9 177 63

C70D 200 25 1,58 2,0 275 30

C70D 200 25 0,94 2,1 342 60

C76D 50 24 0,48 н д н д н д

C76D 70 24 0,74 нд 289 100

C76D 80 23 1,87 2,7 174 83

C70D 280 31 0,70 1,8 602 26

C70D 200 24 1,47 2,5 518 71

C70D 80 23 1,75 2,8 373 37

C70D 50 18 1,27 н д 327 27

C70D 50 22 0,38 н д 237 100

C70D 100 24 0,37 н Д 491 46

C76D 100 н д нд н д ИЗ 69

C76D 120 16 3,92 н д 546 136

C76D 120 21 2,21 н д 285 51

C76D 70 нд нд нд 256 41

C76D 70 21 0,64 нд 162 44

Сравнительные плавки проводили в соответствии с действующей технологической инструкцией.

При проведении опытных плавок поддерживали среднюю интенсивность продувки как на установке доводки металла, так и на установке печь-ковш на уровне 100-300 л/мин

Раскисление стали производили путем присадки на выпуске в общей сложности от 200 до 450 кг Б1С или Бе81

После подачи металла на установку печь-ксвш производили отбор пробы металла, шлака, производили замер температуры и начинали нагрев металла По окончании нагрева проводили легирование стали под высокоосновным шлаком (В=2,5-3,0)

После отбора второй пробы металла и получения результатов анализа, подтверждавших достижение требуемой чистоты по сере, осуществляли присадку кварцевого песка в количестве 200-300 кг для повышения в шлаке содержания оксида кремния и снижения основности до 1,5-2,0 Расход песка выбирали в зависимости от расхода извести на выпуске и во время обработки на установке печь-ковш

Шлак раскисляли шлакораскисляющей смесью (ШРС) с общим расходом 10-200 кг порциями по 20-50 кг ШРС получали путем смешивания ферросилиция с массовым содержанием кремния 75% (масс), плавикового шпата и науглероживателя типа «А», фракцией до 10 мм, в массовом соотношении 2 1 1. На ряде плавок использов.ши ШРС на основе карбида кремния с целью избежать возможного загрязнения стали А120з из Ре81, произведенного алюмотермическим путем В результате совместного использования ШРС и кварцевого песка достигали содержания БЮг в шлаке на уровне около 25-30 % (масс) Окисленность шлака на опытных плавках не превышала 1 % (масс )

Интенсивность продувки при проведении тестовых плавок находилась в заданных пределах

Результаты промышленных испытаний показали (рис. 9), что точное выполнение рекомендаций позволило обеспечить плотность неметаллических включений в металле ниже, чем на сравнительных плавках и отвечающее требованиям ТУ 14-14752-89.

Опытные плавки Сравнительные плавки

Рис.9. Загрязненность включениями металла сравнительных и опытных

плавок

Анализ включений в катанке показал, что после обработки наибольшая доля включений находится и области «В» (рис. 10). В наиболее опасной зоне «С» в среднем оказалось 2 % включений, в то время как на сравнительных плавках - 9 %.

Внедрение данной технологии в условиях РУП «БМЗ» позволило освоить выпуск метал л о Кррда в ЭСГТЦ-1 без использования вакуумирования.

1000

I

и

"ь"

3

еа х

л

|

о х

5

4 с

□ минимум ■ максимум В среднее

800

600

400

Л120}

о о&рязец 1 х Образец2 ♦ Образец^ + Образец^ 0£рзэцц5

Рис Л 0. Пример загрязненности катанки из металла опытной плавки неметаллическими включениями

Основные выводы

Изучен процесс рафинирования стали от неметаллических включений во время внепечной обработки в системах с пневматическим перемешиванием.

2. Удаление неметаллических включений описано, как сложный вероятностный процесс, определяемый массопереносом неметаллических включений к поверхности раздела фаз шлак-металл и процессом абсорбции неметаллических включений шлаком.

3. Показано, что эффективность массопереноса неметаллических включений зависит от турбулизации расплава, определяемой присутствием в расплаве микропульсаций (за счет пузырей газа) и макроперемешиванием (за счет движения расплава).

4. На основе холодно!'О моделирования показано, что экстремальный характер зависимостей эффективности рафинирования от гидродинамики

и

расплава обусловлен процессом эмульгирования покровного шлака Показана возможность управления гидродинамикой системы за счет выбора дутьевого устройства и регулирования режима продувки

5 Установлено, что эффективность процесса ассимиляции неметаллических включений шлаком определяется разностью обобщенных химических потенциалов взаимодействующих фаз Полученная зависимость имеет экстремальный характер, что позволяет оптимизировать условия шлакового рафинирования

6 Разработаны модели рафинирования кордовой стали от неметаллических включений, на основе которых возможна оптимизация технологии внепечной обработки других марок стали при минимальном количестве дополнительной информации

7 Разработанная технология внепечной обработки стали прошла успешную промышленную апробацию при производстве углеродистых сталей в ЭСПЦ-1 РУП «БМЗ» В результате произвели кордовый металл в отсутствии вакуумирования без снижения качественных показателей по сравнению с принятой технологией

8 Внедрение разработанной технологии является предпосылкой для производства кордовой стали в ЭСПЦ-1 РУП «БМЗ», что обеспечит увеличение объема производства и уменьшение расходов по переделу

Основные положения диссертации изложены в работах;

1 С В Казаков, В Ю Гуненков, И В Кушнерев, П В Бизюков, В.А.Маточкин, Н В.Андрианов «О возможности производства металла кордового качества без использования вакууматора на первой очереди РУП БМЗ» // Труды конференции «Металлургия XXI века», Белоруссия, Жлобин, 10-11 июня 2004 г, с 25-28

2 С В Казаков, В Ю Гуненков И В Кушнерев, П В Бизюков, В А Маточкин, Н В Андрианов «Прогнозирование и управление количеством неметаллических включений в кордовом металле» // «Электрометаллургия», № 9,2004 г., с 12-16

3 ИВ. Кушнерев, С В Казаков, В А Маточкин, В В Пивцаев, НВ Андрианов «Влияние внепечной обработки на количество

неметаллических включений в стал?» // Труды конференции «Современные проблемы теории и практики производства качественно стали»,Мариуполь, 8-10 сентября,2004г, с 161-163

4 С В Казаков, ВЮ Гуненков, ИВ Кушнерев, ПВ Бизюков, В А Маточкин, НВ Андрианов «Принципы регулирования количества неметаллических включений в стали на примере кордового металла» // Труды 8-го конгресса сталеплавильщиков, Нижний Тагил, 17-21 октября 2004 г с 306-311

5 Казаков С В., Окороков Б Н, Самсонов М В , Кушнерев И В , Шендриков П Ю. Актуальные вопросы моделирования технологических процессов и производств Научно-технологическое обеспечение инновационной деятельности предприятий институтов и фирм в металлургии М . МИСиС, 2004

6 С В Сухарев, И В Кушнерев, С А Королев, С В Казаков, Ю С Демин «Совершенствование технологии внепечной обработки стали с использованием внепечной обработки» // Металлург, №3,2005, с 43-46

7 С В Казаков, В Ю Гуненков, В Гартен, И В Кушнерев, В В Эндерс «Regulation of nonmetallic inclusions! quantity in cord metal (Регулирование количества неметаллических включений в кордовом металле)» // Труды 8-й Европейской электросталеплавильной конференции, Великобритания, Бирмингем, 9-11 мая 2005

8 С В Казаков, ВЮ Гуненков, ИВ Кулнерев, ПВ Бизюков, МП Гуляев «Влияние внепечной обработки на количество неметаллических включений в стали» // Труды 2-й конференции молодых специалистов «Металлургия >1X1 века», ВНИИМЕТМАШ, 2006 с 43-49

9 С В Казаков, ПВ Бизюков, ВЮ Гуненков, ИВ Кушнерев, МП. Гуляев Влияние внепечной обработки на количество неметаллических включений в стали Бюллетень научно-технической и экономической информации "Черная металлургия", № 10, 2006 с 37-40

10 Кушнерев ИВ , Казаков С В «Физико-химическое описание процесса удаления неметаллических включений во время внепечной обработки стали» // Труды 9-го конгресса сталеплавильщиков, Старый Оскол,

2006

Подписано в печать 25 04 2007 г Исполнено 26 04 2007 г Печать трафаретная

Заказ № 472 Тираж ЮОэкз

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш, 36 (495) 975-78-56 www autoreferat ru

Введение.

1. Теоретические аспекты производства сталей с низкой загрязненностью неметаллическими включениями.

1.1. Массоперенос неметаллических включений в металлическом расплаве.

1.1.1. Всплытие в невозмущенном расплаве.

1.1.2. Всплытие в процессе продувки инертным газом.

1.2. Ассимиляция неметаллических включений шлаком.

2. Производство сталей с пониженной загрязненностью неметаллическими включениями.

2.1. Анализ вариантов технологий.

2.2. Методика сбора и обработки производственных данных.

3. Гидродинамика удаления неметаллических включений.

3.1. Массоперенос неметаллических включений.

3.2. Влияние эмульгирования шлака на эффективность рафинирования расплава.

3.2.1. Методика проведения эксперимента.

3.2.2. Результаты холодного моделирования.

3.2.2.1. Системы вода/масло и вода+соль/масло.

3.2.2.2. Системы вода/керосин и вода+соль/керосин.

3.2.3. Схема протекания процесса эмульгирования.

3.2.4. Влияние условий эксперимента на степень эмульгирования.

4. Физико-химическое взаимодействие неметаллических включений со шлаковой фазой

4.1. Описание исследовательских плавок.

4.2. Проведение отбора проб.

4.3. Металлографический анализ.

4.3.1. Методика проведения.

4.3.2. Результаты.

4.4. Растровая электронная микроскопия и спектральный анализ состава неметаллических включений.

4.5. Термодинамика взаимодействия неметаллических включений со шлаком.

5. Проведение промышленного эксперимента.

5.1. Методика отбора проб.

5.2. Технология проведения опытных плавок.

5.2.1. Выпуск.

5.2.2. Обработка на установке «ковш-печь».

5.3. Результаты проведения опытных плавок.

Выводы.

Современная технология производства черных металлов предполагает максимальную интенсификацию процессов плавления, вследствие чего расплав в конце плавки оказывается пересыщенным кислородом. Ввиду этого обязательным элементом современной технологической схемы является раскисление стали с целью снятия избыточной окисленности. При этом свободный кислород связывается в оксиды, присутствие которых в затвердевшем металле ведет к ухудшению механических свойств готовой продукции.

В связи с этим, рафинирование стали от неметаллических включений (НВ) является актуальной задачей, успешное решение которой позволит получать качественную металлопродукцию.

В настоящее время разработаны достаточно эффективные методы решения данной задачи. Однако современное ее решение предполагает кроме достижения собственно технического результата снижение расходов по переделу, то есть оптимизацию применения различных методов внепечной обработки расплава. Этого можно достичь только на основе физически обоснованных моделей, описывающих процесс рафинирования стали от включений. Предлагаемые методы описания процессов рафинирования носят, как правило, эмпирический характер, что не позволяет использовать их априори, разрабатывая рекомендации по удалению НВ из расплава, в частности при производстве кордовой стали.

Процесс удаления неметаллических включений включает в себя их вынос из металла к границе раздела фаз «металл-шлак» и последующую ассимиляцию шлаком.

В настоящее время отсутствует в достаточной мере обоснованное физическое описание массопереноса неметаллических включений в возмущенном расплаве в процессе продувки металла в ковше инертным газом.

Создание универсальных методов регулирования содержания неметаллических включений в стали требует пересмотра существующих способов описания процесса удаления НВ на базе новых представлений о гидродинамике расплава и термодинамике взаимодействия неметаллических фаз.

Развитие методов удаления неметаллических включений, базирующееся на теоретическом описании процессов, протекающих в жидкой стали, позволит подойти к целенаправленному регулированию загрязненности стали оксидной фазой.

Выводы

1. Изучен процесс рафинирования стали от неметаллических включений во время внепечной обработки в системах с пневматическим перемешиванием.

2. Удаление неметаллических включений рассмотрено, как сложный вероятностный процесс, определяемый массопереносом неметаллических включений к поверхности раздела фаз шлак-металл и процессом абсорбции неметаллических включений шлаком.

3. Показано, что эффективность массопереноса неметаллических включений зависит от турбулизации расплава, определяемой присутствием в расплаве микропульсаций (за счет пузырей газа и макроперемешиванием (за счет движения расплава).

4. На основе холодного моделирования показано, что экстремальный характер зависимостей эффективности рафинирования от гидродинамики расплава обусловлен процессом эмульгирования покровного шлака. Показана возможность управления гидродинамикой системы за счет выбора дутьевого устройства и регулирования режима продувки.

5. Установлено, что эффективность процесса ассимиляции неметаллических включений шлаком определяется разностью обобщенных химических потенциалов взаимодействующих фаз. Полученная зависимость имеет экстремальный характер, что позволяет оптимизировать условия шлакового рафинирования.

6. Разработаны модели рафинирования кордовой стали от неметаллических включений, на основе которых возможна оптимизация технологии внепечной обработки других марок стали при минимальном количестве дополнительной информации.

7. Разработанная технология внепечной обработки стали прошла успешную промышленную апробацию при производстве углеродистых сталей в ЭСПЦ-1 РУП «БМЗ». В результате произвели металл кордового качества в отсутствии вакуумирования без снижения качественных показателей, что подтверждают Акт испытаний (Приложение 1) и Акт внедрения (Приложение 2).

8. Внедрение разработанной технологии является предпосылкой для производства кордовой стали в ЭСПЦ-1 РУП «БМЗ», что обеспечит увеличение объема производства и уменьшение расходов по переделу.

1. Левин В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М.: Физматгиз, 1959.-700 с.

2. Явойский В.И., Близнюков СЛ., Вишкарев А.Ф. и др. Включения и газы в сталях. М.: Металлургия, 1979. 272 с.

3. Григорян В.А., Белянчиков Л.Н., Стомахин А.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. М.: Металлургия, 1987. -272 с.

4. Уточкин Ю.И., Григорян В.А. К вопросу удаления неметаллических включений из стали. // Известия ВУЗов, Черная металлургия, 1981, №3, с. 4-6

5. Попель С.И., Дерягин А.А. Факторы, влияющие на скорость всплывания неметаллических включений в стали. // «Известия Вузов. Черная металлургия», 1965, №4, с. 25-30

6. Григорян В.А., Минаев Ю.А., Уточкин Ю.И. Рост и миграция неметаллических включений в стали. Сборник «Процессы раскисления и образования неметаллических включений в стали». М.: Наука, 1977.

7. Dong-Yuan Sheng, Mats Soeder, Paer Joensson und Lage Jonsson. Modeling micro-inclusion growth and separation in gas-stirred ladles. // Scandinavian Journal of Metallurgy, 2002, 31, p. 134-147

8. Tozawa H. et al. Agglomeration and Flotation of Alumina Clusters in Molten Steel. // ISIJ International, Vol. 39, № 8,1999, p. 333-338

9. Keiji Okemura, Masahiro Hirasawa, Masamichi Sano e.t. Rate of Si02 Inclusion Removal from Molten Cu to Slag under Mechanical Stirring Condition. // ISIJ International, Vol. 35 (1995). No, 7, p. 826-831

10. Травин O.B., Югов П.И., Пак Я.А. Закономерности удаления неметаллических включений при выплавке конвертерной стали. // Известия АН СССР. Металлы, 1979, №6, с.3-7

11. Lifeng Zhang, Kaike Cai. Experimental and theoretical study of cleanness of steel. Proceedings of Steelmaking conference 2001, p. 275-291

12. Linder Sten. Hydrodynamics and collision of small particles in turbulent metallic melt with special reference to deoxidation of steel. // Scandinavian Journal of Metallurgy, 1974, №3, p. 137-150

13. Сосков Д.А., Топилина Т.А., Покровский A.A. и др. Влияние различных параметров фильтрации на степень рафинирования нержавеющей стали при вакуумной индукционной плавке. // Известия Вузов. Черная металлургия. 1992, № 11, с. 24-25

14. Свяжин А.Г., Романович Д.А. Фильтрация неметаллических включений. // Известия Вузов. Черная металлургия. 1997, №3, с. 16-19

15. Петров K.M. и Власов H.H., Попков Ю.П. Улучшение качества шарикоподшипниковой стали продувкой ее в ковше аргоном. // Сталь, 1966, №7, с. 613

16. Блащук Н.М., Живченко B.C., Дадонов М.К. и др. Продувка металла инертными газами через пористое днище в ковше. // Сталь, 1983, № 9, с.ЗО

17. Рабинович АГ, Гордиенко MC, Фомин НА и Руднева P.C. Влияние технологии раскисления и продувки аргоном на качество рельсовой стали. // Сталь, 1984, №11, с. 28-30

18. Рафинирование стали инертным газом. Под ред. Каблуковского А.Ф. М.: Металлургия, 1975, 232 с.

19. Чехомов О.М., Сидоров Н.В., Герасимов Ю.В. и др. Обработка нержавеющей стали аргоном в ковше. // Сталь, 1974, №12, с. 1098

20. Лякишев Н.П., Каблуковский А.Ф., Салаутин В.А. Перспективы развития внепечных методов рафинирования стали. // Сталь, 1977, №10, с. 908-911

21. Колпаков C.B., Шалимов А.Г., Поживанов A.M. и др. Обработка конвертерной стали аргоном. // Сталь, 1979, №3, с. 177-179

22. Каблуковский А.Ф., Брежнева B.C. Совершенствование технологии внепечного рафинирования стали. // Сталь, 1980, №10, с. 907-908

23. Петров А.К., Мурин Ф.В., Лысенко И.Д., Самсонов А.Н. Основные направления внепечного рафинирования стали и его влияние на повышение качества металла. // Сталь, 1980, №9, с. 774-777

24. Шнееров Я.А., Андреев Б.К., Вихлевщук В.А., Огрызкин Е.М. Основные направления внепечной обработки стали массового назначения. // Сталь, 1981, №3, с. 35-38

25. Каблуковский АФ, Донец ИД, Брежнева ВС. Совершенствование технологии внепечного рафинирования стали. // Сталь, 1981, №10, с. 3738

26. Итоги науки и техники. Серия «Производство чугуна и стали». Том 18. Сталеплавильное производство. М.: ВИНИТИ, 1988, с. 120-188

27. Немченко В.П. и др. Козьмин В.А., Батраков Н.Ф. и др. Продувка стали газами в ковшах с пористым днищем. // Сталь, 1973, №8, с. 715716

28. Попель С.И. и Немченко В.П. Внепечная очистка стали от неметаллических включений. Сборник «Процессы раскисления и образования неметаллических включений в стали». М.: Наука, 1977.

29. Сапиро С.И. Механизм очищения металла от неметаллических частиц в сталеплавильных печах. // Сталь, №4,1950, с. 311-316

30. Laihua Wang et al. Prediction of the Optimum Bubble Size for Inclusion Removal from Molten Steel by Flotation. // ISIJ International. Vol. 36 (1996), No. l,p. 7-16

31. Гмурман B.E. Теория вероятностей и математическая статистика. M.: Высшая школа, 2001,479 с.

32. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Высшая школа, 2003, 575 с.

33. Miki Y., Shimada Y., Thomas B.G., Denisov A.O // I&SM, ISS 1997, 28, p. 31-38

34. Охотский В.Б. Флотация неметаллических включений. // Известия вузов: Черная металлургия. 1997, №2, с. 13-17

35. Свяжин А.Г., Романович Д.А., Шахпазов Е.Х. Удаление неметаллических включений при внепечной обработке стали. // Труды шестого конгресса сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 2001, 672 с.

36. Liefeng Zhang, S. Taniguchi and К. Matsumoto. Water model study on inclusion removal from liquid steel by bubble flotation under turbulent conditions. // Ironmaking and Steelmaking, 2002, Vol. 29, № 5

37. Дао Минь Тяу, Вишкарев А.Ф. Математическое моделирование процесса удаления неметаллических включений при продувке жидкой стали в ковше аргоном. // Известия ВУЗов. Черная металлургия, 1988, №5

38. Дао Минь Тяу, Вишкарев А.Ф. Расчет удаления неметаллических включений при продувке жидкой стали в ковше аргоном. // Известия ВУЗов. Черная металлургия, 1988, №9

39. Крупман Л.И., Сочнев А.Е., Покрасс J1.M. и др. Рафинирование стали в ковше самоплавкими шлаковыми смесями. // Сталь, 1972, №1, с. 46-47

40. Павлов B.C., Куслицкий А.Б., Давыдова JI.H., Тамарина И.А. Влияние рафинирования синтетическими шлаками в ковше на выносливость конструкционных сталей. // Сталь, 1971, №4, с. 327-329

41. Ельцов К.С., Шульте Ю.А., Петров А.К. и др. Повышение качества подшипниковой стали. // Сталь, 1973, №8, с. 702-703

42. Манюгин А.П., Соколов Г.А., Сергеев А.Г. и др. О влиянии состава неметаллических включений на ассимиляцию их известково-силикатными шлаками. // Известия ВУЗов, Черная металлургия, 1980, №9, с. 36-40

43. Сергеев П.Л., Федосеенко Ф.В., Бахтиаров Н.В. и Мохир Е.Д. Обработка стали в ковше синтетическими шлаками. // Сталь, 1966, №10, с. 904

44. Воинов С.Г., Корнеенков А.Н., Петров А.К., Бокшицкий Я.М., Маркелов А.И., Шалимов А.Г., Косой Л.Ф. и др. Рафинирование легированный сталей жидкими синтетическими шлаками. // Сталь, 1960, №7, с. 611-618

45. Воинов С.Г., Шалимов А.Г. Обработка синтетическим шлаком шарикоподшипниковой стали. // Сталь, 1960, №10, с.902-904

46. Плохих В.А., Курдюков A.A., Нестеров Д.К. и др. Внепечная обработка рельсовой стали твердым синтетическим шлаком. // Сталь, 1989, №7, с. 25-28

47. Вишкарев А.Ф., Романович Д.А. Повышение эффективности внепечного рафинирования. // Сталь, 1986, №3, с. 25-29

48. Бреус В.М., Тамарина И.А., Косой Л.Ф. и др. Влияние внепечной обработки синтетическим шлаком с окислами титана на качество низкоуглеродистой стали. // Сталь, 1984, № 3, с.20-21

49. Рыжикова А.Н., Тауб Л.А., Коваленко B.C. и др. Влияние обработки стали в ковше на содержание неметаллических включений. // Сталь, 1974, №6, с. 515-516

50. Пермитин В.Е., Кутенко Ю.В. и Мадянов A.M. Образование неметаллических включений при непрерывной разливке стали с экзотермическими смесями. // Сталь, 1968, №1, с. 25-27

51. Клюев М.М., Шпицберг В.М. Удаление и образование неметаллических включений в металле при ЭШП. // Сталь, 1969, № 2, с. 136

52. Хасин Г.А., Лазарев В.И., Антропова Г.А. Снижение содержания неметаллических включений в металле при электрошлаковом переплаве. // Сталь, 1976, №6, с. 520

53. Денисенко В.П., Коваль Ю.А., Лысенко И.Д. Уменьшение содержания оксидных и нитридных неметаллических включений при внепечной обработке подшипниковой стали. // Сталь, 1990, №3, с. 45-47

54. Уточкин Ю.И., Менделеев В.А., Григорян В.А., Вестфаль C.B. Экспериментальное изучение расслоения в металлургических системах. // Известия ВУЗов, Черная металлургия, 1983, №7, с. 5-8

55. Взаимодействие расплавленного металла с газом и шлаком. Свердловск, УПИ, 1975. 179 с. Авт.: С.И. Попель, Ю.П. Никитин, Л.А. Бармин и др.

56. Куликов И.С. О стабильности оксидных включений и механизме удаления продуктов раскисления из металлических расплавов. // Известия Вузов, Черная металлургия, 1980, №11, с. 16-19

57. Филиппов К.С., Федотов В.П. Удаление неметаллических включений в процессе межфазного взаимодействия с системой металл-шлак. // Известия Вузов, Черная металлургия, 2001, 3, с. 3-5

58. Iemura К., Ichihashi H., Kawami A., Mizutani M. Steelmaking process for high-carbon tyre cord steel. Proceeding of the Conference "Clean Steel 3", The Institute of Metals, 1987, c. 160-167

59. Дерябин B.A., Попель С.И., Дерябин A.A. Ассимиляция неметаллических включений шлаком в неравновесных условиях. // Известия ВУЗов, Черная металлургия, 1984, №6, с. 5-9

60. Дерябин В.А., Дерябин А.А. Термодинамические особенности перехода твердых неметаллических включений из металла в шлак. Известия Вузов, Черная металлургия, 1990, №10, с. 1-2

61. Крупман Л.И., Ярославцев Ю.Г. Кинетика поглощения шлаком неметаллических включений. Металлы. Известия АН СССР. №5, 1977, с. 48-54

62. Бзиава К.П., Аверин В.В. Удаление неметаллических включений из жидкой стали и их ассимиляция шлаками. // Изв. АН СССР, Металлы, 1972, №2, стр. 18-24

63. Rocabois P., Lehmann J., Gatellier С., Teres J.P. Nonmetallic inclusions entrapment by slag: a laboratory investigation. Clean Steel 6. Proceedings of conférence. 10-12 June 2002, Balatonfiired, Hungary. P. 58-67

64. Григорович K.B., Дашевский В.Я., Макарова H.H. и др. Раскисление и шлаковое рафинирование кордовой стали. Труды шестого конгресса сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 2001. 672 с. (405-411)

65. Г.Н. Еланский. «Производство чугуна и стали», том 18 (Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР), М.; 1988, с. 120-188.

66. В.А. Кудрин. «Внепечная обработка чугуна и стали». М.; Металлургия, 1992, 335 с.

67. Г.Фукс, X. Кнапп, К. Гелер. Электрометаллургия, 1999, №12, с. 2024

68. Г.Фукс, К. Гелер, Б. Пельц. Элекрометаллургия, 1999, №12, с. 9-14.

69. А.Е.Стеблов, КХЯ.Кармазин, В.А.Токманов, А.А.Горбанев. Сталь, 1992, №1, с. 48-51

70. В.К.Новиков, В.Н.Невидимов. Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1997, №1, с. 5-10.

71. А.Н.Паршиков, М.П.Гуляев, Э.В.Иванов, Е.И.Лейнвебер «Труды 4-го конгресса сталеплавильщиков (Москва, 7-10 октября 1996 г.), М.;1997, с. 264-265.

72. А.Н.Паршиков, С.А.Исаков. Электрометаллургия, 1998, №3, с. 2224.

73. В.В.Пичугин, В.В.Дьяченко, Д.С. Якшук. Электрометаллургия,1998, №3, с. 14-18.

74. А.П.Фоменко, В.В. Эндерс, Д.С. Якшук, Е.И. Лейнвебер и др. Сталь, 2000, №5, с. 35-37.

75. К. Sterecken, Z. Bandusch. MPT Int., 1998, vol. 21, №4, pp. 98-100, 102, 104.

76. В.В.Эндерс, Д.С.Якшук, Е.И.Лейнвебер, Ю.В.Дьяченко. Сталь, 1988, №11, с. 29-31.

77. В.И.Явойский. «Газы в ваннах сталеплавильных печей». Свердловск М.; Металлургиздат, 1952, 244 с.

78. А.Н.Морозов. «Современное производство стали в дуговых печах», 2-е изд. Челябинск; Металлургия, 1987,175 с.

79. Д.Я.Поволоцкий, Ю.А.Гудим, И.Ю.Зинуров. «Устройство и работа сверхмощных дуговых сталеплавильных печей», М.; Металлургия, 1990, 178 с.

80. J.M.Buydens, P.Nussen, С. Marigne, P.Salamone. Revue de Metallurgie. CJT. 1998, vol. 95, №4, pp. 501-509.

81. М.П.Гуляев, В.В.Филиппов, В.В.Эндерс, Эв. Шумахер и др. «Металлургия и металлурги XXI века» Сб. трудов международной конференции в честь 90-летия В.КЯвойского, М.; МИСиС, 2001, с. 128137.

82. С.Г.Мельник, И.А.Бродецкий, О.В.Носоченко и др. Сталь, 1996, №9, с. 35-38.

83. H.Ono, K.Morita, N.Sano. Metallurgical and Materials Transactions B, 1995, vol. 25 B, №5, pp. 991-995.

84. К.С.Филиппов, В.П.Федотов. Известия ВУЗов. Черная металлургия, 2001, №3, с. 3-5.

85. J1.H. Белянчиков. Известия ВУЗов. Черная металлургия, 1997, №7, с. 84-85.

86. K.R. Zee, Н. Suito. ISIJ International, 1995, vol. 35, №5, pp. 480-487.

87. H. Matsuno, Y. Kiruchi. ISIJ International, 1995, vol. 35, №11, pp. 1368-1373.

88. B.B. Аверин. Сб. «Взаимодействие газов с металлами (Труды 3-го советско-японского симпозиума), М.; Наука, 1973, с. 60-68.

89. Д.Я. Поволоцкий, В.Е.Рощин. Сб. «Взаимодействие газов с металлами (Труды 3-го советско-японского симпозиума), М.; Наука, 1973, с.27-36.

90. А.И.Кочетов, Л.Н.Кац, А.А.Клачков и др. Электрометаллургия, 1998, №5-6, с. 37-41.

91. А.И.Кочетов, Л.Н.Кац, В.О.Красильников и др. «Современные проблемы электрометаллургии стали», Тезисы докл. X Международной конференции, Челябинск, из-во ЮУрГУ, 1998, с. 103-104.

92. А.И.Паршиков, С.А.Исаков, М.П.Гуляев. Сталь, 1998, №11, с. 3133.

93. Y.Kuwashita, H.Suito. ISIJ International, 1995, vol. 35, №12, pp.14591476.

94. В.И. Явойский, Ю,И. Рубенчин, А.П. Окенко. «Неметаллические включения и свойства стали» М.; Металлургия, 1980,176 с.98. «Включения и газы в сталях» В.И.Явойский, С.А.Близнюков, А.Ф. Вишкарев и др. М.; Металлургия, 1979, 272 с.

95. Н. Goto, Ken-ichi Migazava, H.Honma. ISIJ International, 1996, vol. 36, №5, pp.537-542.

96. А.Ф.Каблуковский, С.И.Ябуров, А.Н.Никулин и др. Электрометаллургия, 1998, №3, с. 24-29.

97. Н.А.Овчинников, Л.М.Учитель, С.С.Городский и др. Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1999, №4, с. 57-58.

98. Д.А.Дюдкин, А.А.Троянский, В.П.Онищук, А.Г.Ковалев. Известия ВУЗов. Черная металлургия, 1999, №4, с. 58-60.

99. В.И.Жуков, О.Ю.шептунов, Е.Ю.Лозовая, Е.К.Бородулин. Известия ВУЗов. Черная металлургия, 1999, №6, с. 8-10.

100. S.Tu, D.Janke. ISIJ International, 1995, vol. 35, №11, pp. 1362-1367.

101. А.И.Козловский, Б.И.Медовар, Ю.С.Пройден и др. Сталь, 1999, №8, с.24-28.

102. П.С.Харлатин, Ю.И.Кирюшкин, О.Е.Чернуха, О.В.Носоченко. Известия ВУЗов, Черная металлургия, 1999, №4, с. 71-73.

103. С.Г.Мельник, И.А. Бродецкий, О.В. Носоченко и др. Сталь, 1996, №9, с. 35-38.

104. Д.К.Нестеров, В.А.Плохих, Н.Т. Висторовский и др. Сталь, 1996, №12, с. 22-25.

105. А.И. Троцан, А.А.Позняк, Б.Ф.Белов и др. «Труды 4-го конгресса сталеплавильщиков (Москва, 7-10 октября 1996 г.), М.; 1997, с. 59-61.

106. А.И. Явойский, A.B. Явойский. «Научные основы современных роцессов производства стали». М.; Металлургия, 1987,184 с.

107. В.А.Плохих, А.А.Курдюков, Д.К.Нестеров и др. Внепечная обработка рельсовой стали твердым синтетическим шлаком. // Сталь, 1989, №7, с. 25-28.

108. В.И. Явойский. «Теория процессов производства стали», 2-е изд., М.; Металлургия, 1967, 792 с.

109. Д.К. Нестеров, А.Я. Глазков, H.H. Рязанькова и др. Сталь, 1989, №5, с. 64-68.

110. А.К.Федоров, А.В.Минаева и др. Электрометаллургия, 2000, №9, с. 15-21.

111. А.И.Кочетов, Л.Н.Кац, А.А.Клочков и др. «Современные проблемы элекрометаллургии стали». Тезисы докладов X Международной конференции. Челябинск, из-во ЮурГУ, 1998, с. 105106.

112. Гуненков В.Ю., Эндерс В.В., Гуляев М.П. Металлург, 2003, №11

113. Сборщиков Г.С. Механика двухфазных систем газ-жидкость. Итоги науки и техники ВИНИТИ. Металлургическая теплотехника. Оборудование, измерения, контроль и автоматизация в металлургическом производстве. 1986. Вып. 7. С.3-47.

114. Mazumdar D., Guthrie R. The physical and mathematical modelling of gas stirred ladle systems / ISIJ International. 1995. V.35. №1. P. 1-20

115. Итоги науки и техники. ВИНИТИ Том 18. Сталеплавильное пр-во. -М.: ВИНИТИ, 1988, с. 122-135

116. Швидковский Е. Т. Некоторые вопросы вязкости расплавленных металлов.— М.: Гостехиздат, 1955, 207 с.

117. Oeters F. Metallurgie der Stahlherstellung. Stahleisen, 1989. 503 c.

118. A.B. Тихонов. Прогнозирование и управление однородностью стального расплава с целью повышения стабильности химического состава литой заготовки. Дисс. к.т.н., Москва, 2001)

119. Sahai Y., Guthrie R. Hydrodynamics of gas stirred melts. Part 1. Gasliquid coupling // Met. Trans. 1982. V.B13.№ 1-4. P. 193-202.

120. M. Sano, H. Makino, Y. Ozawa., Mori K. Behavior of gas jet and plume in liquid metal // Trans. ISIJ.1986. V.26 .№4. 298-304

121. Steinmetz E., Scheller P. R. Beitrag zu den Strömungsverhältnissen in einer Spülsteinpfanne // Stahl und Eisen 1987. - № 9. - P.57-P.65.

122. Schaub F. Stoffubergang in heterogenen Auftriebsfreistrahlen. Fortschritt-Berichte VDI.- Düsseldorf, VDI Verlag GmbH. 2002, Reihe 3, Nr. 757, 148 c.

123. Steinmetz E. and P. Scheller. Fundamentals of nitrogen transfer in gas-metal bath system during nitrogen injection. // Steel research 58, 1987, №7, p. 303-309

124. D. Mazumdar and J. W. Evans, Macroscopic Models for Gas Stirred Ladles, ISIJ International, Vol. 44 (2004), No. 3, pp. 447^61

125. D. Mazumdar: On the Estimation of Plume Rise Velocity in Gas-Stirred Ladles. Metall. and Mater. Trans., 33B (2002), pp. 937-941.

126. Тимофеева A.C., Меркер Э.Э., Свяжин А.Г. Исследование барботажной зоны в ковше при внепечной обработке // Изв. вузов. Черная металлургия. -1988. -№11.- С.34-37.

127. R. Kiessling, N. Lange. Non-metallic inclusions in steel. London: The metal Society, 1978. 407 p.

128. Е.П. Агеев «Неравновесная термодинамика». M.: МЦМНО, 2005, 160 с.

129. И. Пригожин, Д. Кондепуди «Современная термодинамика». М.: Мир, 2002, 462 с.

130. А.А. Жуховицкий, JI.A. Шварцман «Физическая химия». М.: Металлургия, 2001, 688 с.

131. Григорян В.А, Белянчиков ЛИ., Стомахин А.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. М.: Металлургия, 1987. 270 с.

132. Физико-химические расчеты электросталеплавильных процессов: Учеб. пособие для вузов / Григорян В.А., Стомахин А.Я., Уточкин Ю.И. и др. М.: МИСиС, 2006. - 319 с.