автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Исследование, разработка и реализация технологии выплавки и внепечной обработки аргоном чугуна индукционной плавки

\ Ь У И

, п ам« ®

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ©ЕДЕРПЦШ1

по васаЕНУ образования

СкЯгфсккД ордена Трудового Красного Зяанвки »етаялургнческнй институт кивни Серго Ордвоквиядео

На правах рукописи

АЗБЯИОЯ ДЙИТРЯЯ АНАТОЛЬЕВИЧ

¡ИССЛЕДОВАНИЕ , РПЗРЛБОТКД И РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ВсШЛАВКЕЗ И ВНЕПЕЧНОЙ ОБРПБОТКИ АРГсШОМ ЧУГУНП ИНДУКЦИОННОЙ ГШАГ Я

Специальность 05.18.02 "Металлургна черных иеталлов"

Диссертация на соискании ученой степени кандидата технических наук э ?эраг научного доклада

Новокузнецк - 1394

Работа ч"полтня на Западно-Сибирском металлургическом комбинате /АО ЭСМК/ к в Сибирском ордена Трудового Красного ЗщиэпЕ металлурги«еекои институте ии.Серго Орджоникидзе.

Наг'нмй руконодитэль;доктор технических наук, ттрСосссор

Цамбад В. П.

ОЪпаяедыте оппоненты: доктор технических наук,профессор

Езкироз K.M. кандидат технических натк,доцент Андреев В.И.

Ведушзе предприятие:Кузнецкий металлургический кочбг.нат.

Зпскта состоятся '22 - июня 1994 г. в. часов lia заседякяп спэияалчзирочанного соната К 063.99.01. по ' пргрувдогагг vfTfjHoS стопдни кандидата технических наук при Сибирском ордена Трудового Красного Знамени металлургическом институте имени Сергс Орджоникидзе по адресу: R5408Q,

W

г.КойОт^гзнаах, Ка«еропской рб.части, ул.Кирова, 42.

С диссертацией ««охпо означиться ч библиотеке Сибирского ордена Трудового Красного Знамени »еталлургического института имака Сорго Орджоникидзе.

Диссертация в *>op«»oe натонсго доклада разослана

-20- /чая ?994 г.

У"ен«й секретарь спвппчлвэироааиного сочета, кандидат техничесэдх няун

¡D.E. Рогов

ог,::»д характеристика научного доклада■

Актуальность постановки вочрогц. Экономия тоаяивно-экэргэгячес-кях рчс/рсов, ияхтовчх г»аторичлов0 гговнзанив з-Мяктивностя производства, «шляются клпчаяччи яотроеячя рязпятая матаялтргги. Игроков внепреняв электроплавки туп/на я индтчттонннх ттечах позволит успешно решать гтоставленича задачи наряду ео экачатзльнш човнагенкам качества vaтчллопролугпия. !!а качество мэталла в значительной ствпенл ска-зч^чет миянич и idojzvbti «яталла яргонсчг. Однако, а литература пат данннх no rrpo'-ni:7jiñH!fow7 ттрачганеня» про луп к л аргоном чугуна ккдуягт-

онной плавки. Хроме того, исследователя»« «ало зн/машш уделено

©

vaтщ7 р г и чо с к процесса*', чрствкапаяч з ¡тндутапгэнк/х печах, Унлукпионная пла»ча рассматривалась, глаяннч образом, как пэрввааа-кчй аропя^с.

*>;'ОВ)'ч" эчпт'И Ра'-отч заадпочазтоя в яс ".едояакип и разработка технологии ччплапкя -fvr-гиа в ггнттгтпионнчх чачах о рекимамя термо-чр»"Ч1!ноЯ обработки /7В0/, татчаятя «•чталлтргячеост процессов,про-твкчгестх гтчрпллольно о ТВО, чзткт их злкянкя на качество

'tvrvKn, о'тчнч« влияния состава. тдатг на техняко-эконокичееквэ цока» зчтчли ww,3 задччу паботч ч*яяал» такта исследование пропаесоз, про татя гдаос <ггл? троят"*» тгтга H«rr4Jja<reafww гяэоямч потоком вдрэз поггткакhvc ím>fv, разработка тч-хнологдат пронувки аргоном в ковзэ 2 исм^довакич яч э^ективноата для ловчивния качества иэяэлнй.

Кчуная новизна.Пр0*«чил9инмм1г экгивтжмчнтям* знявленя оппяляль— mía тралчлч начолнчняя т'лтдя я порядок присадки еихтовях матэриалоз, чричекитчльно "ччя ЧЧТ-íGM, позволяйте получать гог/гогатгуп пиако-»«рталличчсктю зчг-гльпют и '/странягаие интенсивное разруязииз ^гттвров— чя wm "гт ракитах ТВО. Праялотена методик* расчета оптимального состава гпяутч на основе чногокритетгачдьного анализа плавки. Гстаноз-лек 3W8TT значительной леазотапи* т.ттна /до 30 % от исходного/ кяслым ¡плаке**, пчягчлени трл периода 'супестчоазняя пкакозого расплава.

различашився механизмами леазотацин чугуна. Математическим моделированием янявлвкн основ те факторы, влкятеше на процесс деазогадии. Оггреполены опти^алънче пара"етрн ТВО и их влияние рл качество чугуна йЮТТщнонноЗ плавки.Предложен способ интенсификации перемешивания рясплава в ковках малой емкости, основанный на совпадении частоты пояячг геэа в ковга я собственной ччстотн колебания металла в ковше. Опрадалокн зависимости влияния ТВО расплава к внепочной обработки чугуна на эксплуятаяионт;е показатели изделий из чутуна индукционной плавки.

Натгчко-техютеская значимость проведенных исследований замечается * том, что в результате я* выполнения реяена задача комплексного внедрения тархояречекной обработки металла в печи и пульсирующей продувкЕ мзтадл* аргоко« в ховгве. Ряучкчй доклад выполнен применительно ч клачкэ тугуна в индукционных печах, однако, раэработанн-? методологические принципы притеняун и для рлвктросталеплапалькнх, когтвртернух п мартеновских пехоэ отрасли.

Практическая понность научного доклада заключается в елвдувде:*: разработана г. внедрена технология рыояавкп «угука в пвдукцу.онннх вечах, сог.мещ&кная рекими ТВО к дадзотади» расплава шлаком, продло-гэн способ я реализована технология продувки инертным газом в ковае иалей еюсоств, что позволило повысить стойкость чугунйнх сталераз-ЛКВСПЕ/Х ПОДДОНОВ к снизить их расход с 6,1 кг/т отели до 4,2 кг/т стели,за счет поптаекгя прочиостнах свойств чугуна снизить расход поадспного листа, используемого для предохранения педденог. от раэ-гдлза падаЕдей струей кеталла с 1,36 кг/т стали до 0,22 кг/т стали, за счет возможности переработки практически любой ¡ихты исключить дефицитный дорогостоящий литейн>;8 чугун, тем с ядам снизить себестоимость 1 тонны чугуна на 1,7 руб. в пеках 1989 года.

Рр ал из яп ид ррау.тьтатод иос-ладокднуй . Результаты исследований ;ю оптииизалки темаературкоаТ'ехеннчх режимов плавки, ччбора состава

тихтопих чтгпгитгоп, тч^ортгуря'1* w лутьеч^х mimvot тродупкя зч-ложчк" ч тохнологи"чечяе янстр'/ипяи литеЧного нчхч коуйянггч.Обэдй я»оно»«*ччс»яЯ от янчлрчнит рчзрчботоч соотччкя 593570 ртй.

я пчнчх l<aR7_îЭТО г., ПП8? pv<1. ч пчнчх 1991 г. я 9051124 руб. ч '!»нчх 199? г..

Airortvryg рчСот". СИгочнкч рчзгльтчт« нт/чного доададц яаяоте-irv нч 9-тя счучио-тчхничргчях коифчрянггигх, саччщчкиях,семинарах, ч т.*». 1'т >--"-о«э!--о* нчугио-твхнячч^оЯ *он$чрвтдо| чолоднх чэтэд-Л7ргоч-ис~л^):оч7Т<глчЯ "Про^лчмч почуаеняя технического трэвкя про-ИЗЧОЛСТЧЧ '--npiNX VV>T-V1.104 Я -~1ЛчпоФ' /г. ЛОНЧГР? , 1987г. /,НЧ7ЧН0-Т9Х-НЯЧЧгчгОЗ Г0»5чронпля VOJIOrîHX ГТ»'!Я1Л5!ПТОЧ Зпоябчетхомбянатч "'fejlo-Яыч '>1ч"я,»л*''Тч-нч7чно-?чхня,и»|чго,'7 чрогрчсс7" А". Новокузнецк, 1937г./ НЧУНО-ТВГЮП'Г'ОЧ W)t*ftep<»HT:nt "Молол«»*ь »7 Н"ГЧНО-ТйХНЯЧ0СХЯй про-Грог»*" 9ЧЙГ. / ,нч ТгЧЛОГЗНОЧ С0Ч«»ШЧНЯЯ"ПрЯЧ9НвИЯв ЭВМ н

WaT'HVX ИСЛЛвПОччгавХ И пз рчоотччх"'г.^чтоотатроч-ч, 198Эг, /, на В^ч^отэно»« почпзчнт»и "Рчэч л технологических я чи-

ни* глч о'ттттатз»» -чт-тллvpr*-'четях техналотай'/г.Хурган, 1990г./, кч очдь«ой Ч^ггжэноЧ учу?но» чонЬчрчнпии "СочТ)е><чннч» прзблечм элч»тро"«ттлл7ргяи гтчля" 'г.ЧчлчЛя^оч, 19Э0г./, нч Региональной нч7чно-т®хюпв«»»ой ко^чгч^цяя, бО-лэтпю СМИ /г.Ночо-

»тзкчч*Д9'ЧЗг. '. нч З^чоосзиом «нодкчшт "Молеляровчнй« Яизюю-х^-ллч^"!'* гигт"« я T4XKoJior7f4^fitx трогчсюч я читчлиургии"/г.№>-Ч0»7ЭНР"»,1991Г. '.нч >чссюзноЯ КЧутНО-ТЧХНЯЧЧСЧОЯ ЧОН*вр0ИС!Я "Ссз-пчн^ч я огвочня» г"»ологя'>ч'<«ит '»яттмх, рвлуроосбчрчгчших технологий Ч трно» «"ТЧЛЛ7РГЭТ1"'r.jl0Ho!I»t,1991 Г./.

го л о ^л тду « Ос ноч но ч содержание выполнен—

Н"Х ^ггло^оочни'? язло*»но « 21 rq-fqTHOît pylore, получено чнторе-

jtqa гпялйтчл tr;7t*o нч .

СОДЕРЖАНИЕ НАУЧНОГО ДОКЛАДА 1.0бопковчняе и янбор параметров оптимизации технологии плавки «гугуяа

До внедрения ленной работ» чугун в индукционных печах на ЗС\К пдавклк методом "пере влача". Налоетатки данной технологии заключаются в повдазниои утярз ферроепяавоя кз-эа и* окисления оксидами шлака, невозможности воздействия на микроструктуру и "наследственность" тглгня ймоястеяи стеутстагя рафаниропочвнх металлургических процессов, т,к, перегрет изтялла ¡¡еэлачяталек.Это велет к низкому качеству йЭЛояий кз *&гут тлятоЯ технологов вчштвки /Рнс.1/. Все это потребовало разработки вовой технология плавка и оптимизация ее параметре*. 22

ы й

сэ сз; С:

г

I

М-

•о СЗС 7*: СтЧЭ

19821

<981 г

ц.г

1|1!Я

1995*

1986г

Влиенае способ« производства тугуна на расход сталерчзливочнух поддонов для гкр^янчх изложниц

Для плавки чугука в индукционк^* печах характера следующие процессы: нагрев к плавление мзталлошкхти, окисление и восстановление алечоктов епихтн, кдакообразованке, каутлерокивание ^ 1,2.растворение комплексов карбкргзатора и дегазация металла при проведении рокшов ТВО, раэьепание Лпггеровкк печи .На таком уровне декомпозиции пропеепк. протекающие при плавче "утуна в индукционной электропечи когтг б>.«ть представлены в виде ллок-схруч /Рис.2 Л Рассмотрим зтк процессы последовательно.

На первом этапа оптимизировался порядок присадки шихтовчх

¡, 5, 6| .Далее оптимизировались

МЕтериалов в китатеоккук печь о, с^

параметр» торкочремениоЗ обработки «угука, при этом е качест?е параметров оггггетэадкп вмйвралн: угар ферросплавов, степень удаления

Рис. К.iQv-^xe'/n процессор, протекалздх при илявке чугуна;

> • хз -«'леса чугунной и стальной составляющих «еталлопихтч я карбюризатора; f -показатели качества чугун? 2 -ТОП плавки.

газов, vmtpooTiwrrpr чугтка я его свойства, стойкость фтгаровча индукционной гтечя, эксплуатационное показателя изделий.

2. Оптимизация технологии плавал я параметров твр'/оареченноЯ обработка Определение состава гахти я последовательности затрата производили на серии из 350 масок текущего производства я 25 баллаяоо-в«х плавок. На ееряи плавок определялось содержание активного кислорода датчикам УКОС-1 я УКОС-Т по методикам, приведенном в работах £ 14, 16J . Ря первоч этапа определялся порядок ввода ферросплавов в индукционную печь [4 ] .Угар кремния при плавке тугуна в яндукця-omwx печах происходят в результате его взаимодействия с атмосферой, шлаком я футеровкой. Шихта пря нагреве в печи сильно окисляется [ 1 ] и при плавления образуется шяк с содержанием до 30 % (FeО) [20] . Содержание(FeOj . в плаке во многом определяет содер-

жагае кислорода * чугуне /1*е.ЗЛ и1

<>1~ МаушраллЬпние . 7ВО аЪ^/лЬ' Расплсбмн чугуна

Рис.3. Измрн»>т*> содержания(£дО/ , О», [о], по ходу плавки;

• - [О] ; »«С.; о -(РйО; .

Новая технология включила в себя следующие периоды: загруз"*' стальной метаплотихты на "болото* совместно с карлиризатором /отсева кокса/,расплавление с одновременная науглероживанием, термовре-менкуя обработку /совмещенную со скачиванием клака', загрузку и расплавление чушкового чугуна я изложниц, доводку по химсоставу и температуре, повторное сказупание шлака, елкв металла в ковш и продувку в ковше аргоном. Науглероживание стальной металло-гагхта, как показали опчтк, возможно лиеъ в первом периоде плавки, когда тигель заполнен не полностью, в ванне наблюдается одноконтурная циркуляция и интенсивно протекагт процессы в системе "метялл-13 | .Присадка ферросплавов в первом периоде ведет к повышенному и* расходу вследствнв окисления жвлезкеты* шлаком /Рис.3,4 /. Присадка ферросплавов после режимов ТВО характеризуется вч-сокой степенью усвоения ^ремнкя /до 95 */ в раскисленном углеродом расплаве. Пониженная степень усвоения С /60-80 %/ обьяснчется тег, что ои ис.польэ»ется для раскисления плакч и металла. Но раскислять мэтаАв и аяях дешевим С значительно эффективнее, чем ие польз о-

пять тля этих пале* ^егросплаяч. Присаякт ферросплавов посла присадки чупгносояернащеИ метадлоякхтч проводить нецелесообразно, т.к. тигель заполнен полностью, переменив я ниа «я галла слябов, ферросилиция остается а шлаке и окисляется нлчкои и кислородом атмосферы.Таким образом, основную уагсу Зерросгсляпоа Р до 330 кг, £е !Ха до 30 кг,

ггалееоойряэно присг*и°ать после ре*и«оч тярмочре«енноЭ обработка мв-

Г '

талла я счач»г>ания алакв [20] . !'л '•лелутадеч этапа оптимизировала параметр« •тег«счгеч*нчоЯ обработки, т.е. определяли влияние темпера-турч нерегреча и вр^иени вндярчкя на гаэоеодердинпе чугуна, мяк рост рук туру г эксплуятапионнче показателя издали*, посла чего выбирала оптимяльнче значения параметров, учитияая пря это»* стойкость .футеровки печи.

2.1. Поведение газов пря термовречч»ноЯ обработав ''гг'Леяочян-'ч гчзосодррхания проводилось на 40 экспериментальных плавка*. от «оторчх -¡терялись пробы металла /1^3 пробн/, определяли я* химически* '•о"тав и '-ояерчанич азот*.Кроме того, выборочно отбиралась а роб»/ илака /51 проба/. Азот в "яталлв определяли методом вактумтлячлч иия на приборе Т Г/-114, а химсостав злака химическим ■•ето.юч по общепринято.'! •/етодитв.Содержание кислорода определялось на эсхчлогра?в ЗАО-202 " Еаяьч«рс",. водорода-методом вакуум-

нагрева. Пробч металла и шлака и эамерт окисленности производились ч°рез 30-50 С по ходу плавки [20 | .Результаты экспериментов пред-стачле'м на рис.4. анализа опчтннх даннчх на стал ах температуря я времени нагрева на рис. 4 условно вчделаич три зоны: А /температура 1350-1420°С/, Б /температура 1420-14?0°С/, 3 /температура 1470 -1^20 °СЛ

Облезть низких температур /зона А/ характеризуется наличием очень ччз»ого «чсокоокигленно'го'злака /содержание оксида *елеза(ЯеО| до 30 %, которчй в виде торкай плавает на поверхности металла. Для этого атака характерно относительно вчсокое /до 0,047 % / содержание

жолеза в пячяв , р процессе нчгревч чяннн при учуглерожкванэт»: 1, 2 и 3 - содержание азота в металле, мокосксида железа в шлакэ и титана в металле; 4-микимальшэ содержание титана в металле, необходимое для образования нитридов; 5- равновесное с атмосферой печи содержание азота в металле; 6- содержание углерода в металле.

азота, что объясняется, однако, не диффузионным поглощением азота из металла, а тем, что в шлаке имеется, вольное количество включение кокса и, возможно, всплчвших из »»етялля нитридов титана [ 20j , кото-рне поступапт из чгякового чугуна яяя боя изложниц [н, 16, 2lj . Ввиду повышенно!! окисленности я чалов тадкоподвихностя, данный шлак не может поглотать азот из металла по механизму А.Г.Покомаренко.

Низкая температура металла в зоне А исключает протекание кремнийхвосгт-чновительноЯ реакции. Звиду этого, невозможно удаление азота и с пузчрями СО. Однако, еоперняние титана в металле в это? момент плавки значительно превчшаа^ минимальную концентрацию, вря которой возможно татршкюбрчзояаки». Следователь«», постепенное снижение содержания азота «ожно объяснить как падением его раетаоря-<«ости три увеличении содержания углерода я процессе нагрева ванны, та» и вс^лячанйем нитридов титана, что я подтверждается уменыанаеа содержания тят°на в металле.

При постижения температуря металла 1420 °С /зона Б / и аапод-тигля пчти на 10-70 , показквчет опнт, начиняет

наблюдаться дробление шлакового покрова и засясквание частиц вляка пиркуляиионкч"* потоками металла вглубь ваннн. ¡^следствия этого» резко увеличивается поверхность взаимодействия я система металл-шлак и интенси^ипирует^я процесс аосстановления оксида железа шлака углеродом металла, что сопровождается кипением ванта. Вероятно, в этот «о«ент процесс удален»« азота протекает, преимущественно, за счет вчлелен5»я °го в нузчри СО, всплнвагагае из металла [ 22 ] . Кроме того, to термодинамическим условиям еще возможно образование нитридов и кагИончтрчлоч,. что объясняет сверхравновесвое содержание азота с газовой $азоЯ. Термодинамический расчет показал, что теллте-ратурч образования кярбонитридов и нитридов ч данном случае близки, но более вероятно образование чарбонитрядов. Доля карбида Тс С в сложной фазе TlC- N находится в прадедах от 0,05 до 0,20 . Удала- , ние азота ч связанно S форме косвенно подтверждается продолжавшимся

сннчанаем содержания титана в металле.

В зоне В опак хоропо раскислен /содержание^ еО^ ниже 4-5 а на ряде плавок - около I % / /Рис.4 /. Кипение ванны затухает, удаление азота впаяываШЕГми пузнрчми СО ужа не является о проявляющим. Содержание титана я азота с учетом температуры таковы, что условия для образования нитридов к карбонитридов практически отсутствует. Этот вывод таквд подтвердили специальным опитом, при котороу чугун а ннаукцконной печи при температуре 1500 °С вкдяр-аала в течении часа, однако, прз общем снижении содержания азота на 0,004 скягекяя содеряаиия титана обнаружено не было.Таким образом, кабяодаадееся в зона В снижение содержания азота, достигающее в ряда случаев уровня ниже равновесного с газовой фазой, воро-ятноа всего, связано с вышеупомянутым механизмом А. Г. Пономаре нко. Применительно к раасматряваемому случаю, механизм деазотациа металла заключается в том, что поверхностный слой частицы шлака, вовлеченный вглубь ваши металла, раскисляется углеродом металла и, благодаря эточу, происходит резкое повывекиа растворимости азота л этех частицах адака. После этог|>, частицы шлача, циркулчиионилга потоками выносимые на поверхиость^ванкы,вновь поглодают кяслород воздуха, всладствии чего растворимость азота в них резко снижается и избыточный азот удаляется в атмосферу.Данный процесс многократно повторяется.Протекание описанного процесса косвенно подтверждается повышением содержания азота в шлаке до 0,06? Ч, несмотря на почти полное исчезновение частиц кокса в шлаке.Таким образом,процесс удаления азота в первом периоде плавки является сложным, в основе хоторого лежит несколько механизмов, которые я раде случаев проте-кеот параллельно.

2.2. Математическое моделирование удаления азота при термовременной обработке оценки Лекторов, влиявших на кинетику деазотации, исноль-

зопалп математическое «¡дэлированяч £ 10, 12 J .За оснопу принимала •'Ололь потока по Уахлану. По ганноЯ модели предполагаотся, что odb9f.ii металла прибивают к поверхности ванны, теряют часть азота ошшм путем я с.гепяваптся с остальным обьэдач падкости. На осноез модели получили кинетическое уравкжглв для дяазотацяи я и.'ВДтшяон-коЯ печи:

ь (х)

гдч ,'/0, Д/„- ноппентраляя азота я обьо«о и на поверхности тигля, %', Ц - коэ^ипгеит лиИтзяи азота, гл?'/с ; V- скорость: потоад «шого элемента в гтолархносткоч слое, глубина- вакггц па'К, «;

- г'чдиус нилинлрячсского тигля с расплавом, и.

Если п практических расчетах в урапкаиаа /1] считать величину 1- №п/Ыд постоянной пря изменении параметре»». яходязих в урадпевгв (11 , та ч относительно узко** интервала яэнпактрацкя, с вдторда мы имеем дело, можно пользоваться упроздннич уравнениям

- й Щ/й1--2Мо[рЩ/(1ГгЫ1 ] ^

Посла интпгрлротняя ур^ртнян (2) п пределах "'...Г £ //.(,-; •.. /У^-получим ' /V

^ рШЩЁЩ^--^

где /У ,,гХ ,/.Д -исходное и течтаее содархагсм азота а обьтаэ тигля, 'С - врачя, с.

Лякнна о скорости движения расплава в игаг/каконноЯ пзча с шиюкявм заполнение* тугля я счозештя о коэ-^ищгэнтах я;гйу31га азота з кета-тле взята из лйт<?ратурч.Результата расчетов, произведенных по уравнению (з) показал* тряачяа*«оч хаччеттюнкоа сояпаяенге с энспвря-меиточ [20] . Колячестячкное значониа содержания азота на опытных плавках было, "чк правило, несколько кххв.

Из модельных экспарж'скто« 'вытекает, что на. скорость удаления азота из расплава илабольгче влияние оказывает глубБва вагош Ь и [ю] , а несколько *«$нм»э члияняо - исходное содержание ьзота а сьорвоть

Движения металла.Ввиду втого, деаэотацию металла целесообразно проводить при максимально» мощности печной установки и степени заполнения тягдя (П, %) ке более 50 $. (/«/

Данная модель, однако, описывает только процессы удаления азота, обусловленные снижением его растворимости при науглероживании чугуна, чем и обьяоняатся кояичвстввнное различие »ксчеримекталыщх дашм» и значений, полученккхвэ уравнения. Для уточнения модели в у/ааьение (3) ввели поправки [ 12 ] , учятнвавдие количество азота, удаленного в Ш9 нитридов, с пузырями СО, образующимися в результате протекания тягальной реакция и при восстановлении оксидов шлака углеродом, а также за счет акстракции шлаков.Процесс удаления азота можно описать, дополнив уравнение (3) уравнениями сопутствующих процессов:

ч „ . . , . . ______V м

Í^kí vi« Ju,.;^ '

, грщ-Swr (InLí-(ñU\. h. УШ-

I t (Т>мег 0

где J) м. J? и -коэффициенты ди^уэик |Зота в металле и шаке, mVc ; /*• -радиус тигЛя, м{ V- скорость дзи$вкня металла< м/с; Г-время обработки, с; [fc. ]им(, [Tf] {--исходное и текудее содержание титана в про-двесе образования карбонитркдов, %\ (Sí]15fíX, ¿Sí]r-исходное и текулее содеряанюе кремния в процессе протекания тигельной реакции, [Feо]исх [f"eo]^-исходное и текущее содержание оксида железа в шлаке при восстановлении углеродом,%\ JtrJUr. -атомные массы, кг; JAf,0~молекуляр-• пая массаП)мет, П) т -массы металла и шлака,кг; К„ -константа равновесия реакции N¿ = 2¡n]-, h ~радиус частиц шлака, м; X - доля карбида в карйонитриде; japX, J/yj^-исходное и текуиее содержание азота в металле Л\(М)ЯсУ, t(f\f}no% ^Л//оя-соотъетствекко содержание азота в шаке: исходное,в поверхностном слое, в окисленном слое.?; J»,,, г -

О *

ДЛЯовд|. контакта "шак-атмосФера'^м ; Р 0-плоткость шлака, кг/м^

Уравнение ( 4) позволяет оценить вклад каждого Фактора в отдельности, а также ¡га совместное влияние на деазотацкг в процессе нагрева чугуна.Так, например, расчете по уравивкмэ (4) показали, что в зоне А наибольшее влияние на процесс деазотапия оказывает удален?.о азота в виде кчрбонитридов, в зоне Б - удаление с пузыршяг СО, а в зона В -за счет протекания масеообменных процессов металлом а раскисав»-

ннм шлаком.

Таким образом, пря нагреве до температура 1495 - 1520 °С обеспечивается стабильное содержание азота в расплава, эффективное раскисление илакя, что уменьшает потери %лвза пра скячятэанни плака.Посла присадки чугуносодеряашеЯ метоллосяхта, содержание азота а которое 0,004-0,007 обэде содержание азота также сюсгается я составляет 0,007-0,010 % перед выпуском плавки. Такое сстерааняе оптимально, кчк согласно литературным данным яля ваграночной плавка, так н по £ 12 ; л] паниым наялх исследований /Рис.5/, для полтсянтотячесяого чугуна,

2.3. аяяяняе режимов плавка на поведение водорода я кислорода и стойкость '{утеровки печи Изменение содержания водорода я кислорода по ходу плавки прея-ставлено на рис. 3 , 6 .Снижен?» содержания водорода объясняется его

и

20

19

а

л

0,007 0,009 ООН о,(М5- [Ы] Ряс.5. Зачи'-и-'ость б"в от содержания азота в "туяе.

2,22+4341,^0[М1-210079,02[|7]г.

Рис.6.Изменение содержания водорода по ходу плавки, <¡¿/100 г мет.; 1-до режимов ТВО; 2-посла режимов ТВ0; 3-внпуск из пэчя.

удалением ттузырята СО при термовреманкой обработке, а содерганяя кислорода- расчисленном металла. Исзледов&ли влияние термовремендаЯ вндорхка ш газоеодергагае /Рис.?/.

mi,

тг

оcol. ■

о,ос?

¿ш s R = -0,883 M

цою

ч û«= 5.131-1СгО\У

-6,723-10"6. tj Г R =*0,977 /

0,005

5- /

цоог ■ ..ч......... .......

[н] = о.оосэде-

- 1,182 1СГ5'С;

R =

и IS

Рве.7. пэ»">н0гае годегкаиип газоч ¡5 скорости восстановления кремнезема футеровки в процессе прачедагом ТВО; [Si] = 0,000712-Т- 0,000019Э-£г- 0,0036 ; R = 0,5.

Снижение содержания происходит,по-видимому, sa счет удаления

их с пузнрями монооксида углерода из объема ванки при протекании реакции раскисления чугрра, а такте восстановления углеродоу.. окси- . дот* футеровки и шлака.Кипение металла, сслровохдандее эту реакцию, наблюдается визуально.Анализ зависимости пригара кремния /Рис, ^ / показал, что проведение ввдергки свыше 10 минут нецелесообразно из-за разрушения Футеровки печи.Таким образом, оптимальное время термо-времоккой внпержки ограничивается 8-10 «-«икутами £ S | .Необходимо подчеркнуть, что ТВО расплава производится только при науглероживании стальной составляшей четаллошихтн.В этой Фазе плавки получается

синтетический чугуп, которкЯ облапает потшиэкндата прочностными свойства»«, что повызает стойкость изделий к раз^нву падающей стру-ой металла.Присадка по второй фазе плавки чугуносодерзащеЯ моталло-шгхты /боя иэлояниц я чупкового передельного чугуна/, без режг.гов ТВО дополняет качество чугуна демпфирующими свойстзадя, т.к. пря этом в чугун вносятся крупный сполевыЯ п первичный графят передельного чугуна, который замеиивается в расплаве, что повнзаэт стой -кость издели? против трети и. Хроме того, при штзленяи чугулосояер-жадей меттллоняхта образуется шлак, который обволакивает стегая тигля я служит своеобразиям гарнис&зм, зящиаатаяч тигель от разрушения при ТЗО.Применение ТВО посла присадка чугуяосодергияой металлоиихтн ведет а интенсивному разруиокшз футеровка орт протекании реакции восстановления кремнезема футеповка углеродом гатал-ла, что убедительно подтверждается ланнимя химического акялзза а таблице 1.

Таблица 1

Изменение химического состава мотэлла.

Температура "ерегреча металла,0? Чречя видергк:}, мин Химически» состаз, % %

до выдерзхя после видерпкз

С ¿г С

1430 1430 30 30 3,78 3,84 1,95 2,04 3,69 3,72 2,47 2,71

Необходимо отлетать, что после присадки чугуяосодеряаяей кзтздяо-пгахты содержание кислорода возрастает вследствие использования б шихте окисленного боя язложклц, а увеличение содержания водорода /Рис. 6/ можно объяснить недостаточно элективной просуокой пихта перед завалкой в печь.Таким образом, термовреманной обработкой 1495-1520°С до 8-10 "инут, удается стабилизировать содергание азота в

металле [ 181 и раскислить шлак с минимальным разрушением Футеровки пеки ! в] .

1 1 ,

2.4.Влияние температурных режимов выплавки чутуна на

механические свойства и эксплуатационные показатели

изделий

При отработке тбхнологии по методу эволюционного планирования, осуществлялось "покачивание" процесса по всем техкологичзским Факторам.При этом независимые переменные были в меньшей степени закор-ралкрованы, чем обычные цеховые данные,Статистическая обработка экспериментальных ладных по влиянию химического состава чугуна, состава вяхтк и температуры заливки на стойкость поддонов, позволила получить следующее уравнение регрессии [и] :

У к 406,21 + 110,5 [с] - 88,5{&] + 121,б[Мп]- 25,5[(д]- .

- 199,З^]- 429,2 [Р ] - 0,45 Т3 - С, ; Я * 0,56 > '

где У - стойкость поддонов в наливах; Т^- температура заливки,°С; Ст - доля стального дома, 0<СТ< 1-

Анализ коэффициента множественной детерминации й^ - 0,3136 в уравнении (б) показал, что липь.31 % д^персии изменения стойкости опытных подп.оноь обьяскяется колебания-,^ состава шихты и химического состава чугуна.Статистическими методами определялось влияние режимов перегрева, химического состава, состава шихты, на продал прочности на разрыв [?]/время выдержки было 8-10 минут/.

Св= - 6,697 [С] - 6,51^1.] + 3,23[Мп] + 13,699 [сг] + 10,62 [р] +

+ 64,143 [(¡]+ 0,025 Т + 0,37 Ст + 14,99 ; ^ = 0.594 (б) Расчеты, выполненные по уравнению (6) показали, что при■увеличении температуры науглероживаняяТс 1420 °С до 1520 °С /вр'Э'-'Я видерх-ки от® до 10 мику-^ механические свойства чугуна возрастают на 2,5 кг/мм2. Влияние температуры перегрева на стойкость сменного стале-разлквочного оборудования описывается зависимостью, представленной на рис. 8. Данный характер зависимости объясняется следующим: под -

''онч, отлитие уз 'пггуна, термовременная обработка которого производилась при температурах менее 1480 °С /вчдержка чезде Фиксировалась 8-10 (/инут/,ичходчт из строя, как правило, по разрыву из-за ивсос-таточнчх прочностнчх характеристик чугуна, из-за трешин, из-за не-растворившихея частиц кокса/Ряс. 8 /.Лодлонч, отлитне из чутун;! с перегревом вншэ 1520 °С вчходят из строя из-за треажн, вследствки появления в их структура междендриткого гранита и пачения дечпфярув-и!их свойств чугуна.Нагрев чугуна до то>лпсрагурн 1495-1520 °С обеспечивает получение благоприятной чт.яроструктурч, что даэт достаточную стойкость поддонов.

Ряе.8. Зависимость стойкости поддонов от температур« перегрева ттуна.

Таким образом, «чбраннне ре.чкка ТВО удовлетворяют по содержат® азота ч чугуна, прочностгач свойствам, микроструктуре я эксплуатационным свойствам изделий при приемлемой стойкости 'Футеровки.Для опенки э^ектичности данной технологии необходимо также рассмотреть, пах состав пихты влияет^ла технтео-эконсмяческяе показатели.

3. Влияние состава янхта на технико-акономичесяке показатели плавки чуГуна Одним из основных капра-хл<т»Я повчтсгая эффективности производства синтетического чугуна яяляетея ояткмизапия состава екхтм. Кск показали н»з;и исследование [ 5,С,з] , изменение доля стального дома в сихто значительно сказывается га технико-экономических показателях процесса плавки /Ряс.ЭЛ Исходя из этого, целесообразно к составу

2- ст?«марн"й экономический э-Ы&кт ;

3 -время плавки /€„=128,13+154,1-Х ; К=0,741/;

4 -стойкость поддоноч /Ст=191,327-35^,535-Х + 26Т-Х3 /;

5 -расход электроэнергия /Рэ=543,7-К9,16-Х +127,4-Х2 /.

шихты подходить с использованием многокритериального анализа, дяя решения поставленной задачи была предложена блок-схема многокритериального анализа технологии плавки ^2,9 ] для оптимизации состава шихтк индукционной плавки. Варьирование содержания стали в шихте производилось в пределах от 40 % /остальное - чугун, кокс, ферросплавы/ до 92 % /остальное кокс и ферросплавы/.Применение стальной составляющей в количестве менее 40 % нецелесообразно по технологическим соображениям нэ*за интенсификации перемеоивакЕя металла в донной части тигля и, как следствие этого, преждевременного выхода печи из строя. Кроме того, это ведет к снижении доли расплава, подвергающегося термовременной обработка, что снижает качество чугуна. Снижение стойкости поддонов при увеличении содержания стали в шихте до 65-70 % связано с уменьшением интенсивности Дегазации^металла при увеличении степени наполнения тигля^ 20]. Повышение стойкости поддонов с содержанием стали в шихте более 60 % при 1 - 2 дополнительна подчалках стали вместо чугуна обьясняет-

Г ' . . ........

ся повышением механических свойств чугуна веледствга нзмзльчания гранитовых включений п. пак следствие этого, з&чэддегсго размыва поддонов струей металла,Однако, использование в пихта повыпонного количества стального ло?ла /более 70 %/ связано с технологически^ трудностями при науглероживании чугуна из-за снизеши интенсавностз взаимодействия в система "металл-алая" прз заполнения тигля ^ 20^ > , ведет к значительному увеличеняв времени плавки, повипонкп расхода электроэнергии и поэтому нецелесообразно.Исходя из этих ограничения, оптимальным является содержание стали около 50 % ± 10 %. Дакнкэ рекомендации были внедрены в производство.

Таким образом, на данном этапе работы оптимизирован реяиа ТВО, отработан порядок ввода пихтовых уатеряадов, проанализировано влкя-кпа состава шихты га технико-эяокомические показателя процесса плав-кз. Шесте с тем, задача удаления водорода :г кислорода нз расплава не била резона /Рве. 3,6 /. Эту задачу решкяи на следуюаем этапа мато-и 4 > лама внапечноЯ обработки.

4. Разработка технологии внепочной обработки чугуна индукционной плавки Внепечная обработка ч«Ч'На аргоном лАдлотся заверзавдаЗ опара-цаей яогалексноЯ технологии получения чугуна ?] с заяяшгг.'/з евоП-ствамиШирокое применение продувки металла инертны?.* газо:« в ;:огаер-( терном и злектросталоплаяильноч производствах стало обязательным элементом технологии.Однако, я литературе отсутствуют данные о применении .продувки инерткнм газо« чугуна индукционной плавкя в промна-ленхых масштабах.В этом случае разработка технологии услояняется тем, что при проятвае в кочнах малой емкости /10 т и меньпе/ ?л?аетбя повышенное значение параметров Г 191 : .".а".. где & _

1 V М- V 1.1

гиогиль контакта ";'етчдл-вдач"и,$ 50 - плоишь оголенного, не похри-того шлаком, гязоуетчллпческого буруна.П;!/ м- обьем металла я ховш«у». Повышенное значение этих параметров увеличивает возможность окисления

чугуна воздухом и окисленным конечным железистым шлаком, образующимся при плавлении боя изложниц и чушкового передельного чугуна. Следовательно, для уменьшения окисления металла, режимы продувки и конструкпии Фурм, применяемых в ковшах малой емкости, должны обеспечивать минимальные размеры открытого зеркала металла, формирующегося за счет вихода на поверхность вдуваемого газа, а также, по возможности, подавлять процессы взаимодействия в системе "ме -талл-щяак". Для выбора оптимальных режимов и способа продувки было проведено физическое моделирование.

4,1. Физическое моделирование продувки металла Установка состояла из прозрачного сосуда, Емиткрузэиего чугуко-разлнвочный 10-ти тонный ковш в масштабе 1:5 £ 19^ .Воздух на установку подавали из сетевого воздухопровода. Расход воздуха определяли расходомером РМО 63 ГУЗ и варьировали в пределах 0,012 - ,

о

0,68 и /час. "йделирующио жидкости - воду /чугун/ и вакуумное масло /шлак', продували воздухом через фурмы с цилиндрическим, серповидным соплам, а также через Фурму с газодинамическим пульсатором. Продувка металла фурмой с газодинамическим пульсатором отличается особым характером истечения газа в жидкость ¡^15] . Так отмечено, "то глтбина внедрения струи значительно меньше, чем при продувке серповидной фурмой высокоскоростная продувка/, но больше, чем при продувка нерчз цилиндрические сопла £ 19 ] . . Объясняется это следующим: при продувке в пульсирующем режиме колебания возникают, благодаря пульсатору, установленному в фурме, который уменьшает проходное сечение фурмы и, тем самым, увеличивает скорость истечения газа, но эта скорость меньше, чем при продувке серповидной фурмой. Исследования показали, что при одинаковом расходе газа и глубине погружения фурмы, диаметр барботаккой зоны при продувке серповидной фурмой и фурмой с газодинамическим пульсатором меньше, чем при' продувке фурмой с цилиндрическим соплом [ 15,19']-. 0дна*°'

яри высокоскоростной npOJTTWKB 0 продувке пульсирупда» потоком есть значительные различия, внзкаЕетэ.ч основном, характером истечения газа в жидкость и способом образования мелкодисперсной газовой фазы. %сокоскороотная струя окчзшиягт наиболее сильное динамическое воз- • действие на жидкость, что vsxrzr к и irre ней в ному перемешяваняо металла в коппе, а ъ облагта развела "металл-мак" - к затяггвают »астиц шлака в обьем металла £ 19 ] . . При продувке полым соплом также наблюдается затягиваете частил шака в металл, ко объясняется это тем, что при проротах через слой плача крупных пузкрзй, найло-даешх только при данной Фтр», т слой ялака в месте прорыва оказывается локальное динамачетегз тазЯеЗствго я чаеттвд пяака только в этой зоне погружаются п матядгя., Результаты физического тпдзлвро-вания позволили сделать слетгага *ыводн £ 15, 1э] :

1. Вчсокоекоростная про душе» багее эффективна при применении в ковшах большой емкости, те тгебустея её больтое дзнаяэтескоо роз-действие для перемешияания к рчетпоряния больяях масс ферросплавов в обьеме ковша.

2. Пульсирующая продувка игезт срегмуцестпо для коваей малой си-кости, где требуется минимжэжрзяать окнелбкие металла атмо«Ьерой и шлаком,

Отнако, параметр« пульс.яртгзгЭ продувки требуют количественного уточнения для промнпшенннх кожзгЯ малой емкости.

A.Z. Определение опгггогчдъиоЯ частота пульсаций п конструкции лутьвчого устройства для промышенного коииа малой емкогтэ При выборе оптимальной ччггетп пульсаций для 10-та тонного копдч литерного цеха 3CNK, тагтятяли из эффективного решения следу-ireinx зада": иктвн»чй1кчапяя паретгеаячаиия металла в о9шв «tossa при минимальном удельном расхода аргона, интенсификация лег.гзяани . металла, сведение к минимуму crz-леняя металла атмосферой и злаком.

повышение зюшсотекучестя и снижение температуры разлирта металла^ попызеште механических свойств и эксплуатационной стойкости изделий. Решение первой задачи значительно облегчается при наложении низкочастотных коавбагай на металл путем подачи пульсирующего чутья, в спектре колебаний которого имеется низкочастотная составляющая, совпадавшая с собственной частотой колебаний ковша {15^ Собственную частоту колебаний в клвше определяли по формуле:

где Э -диаметр цилиндрического коваа.м; С„т-круговая частота колебаний,с~^; -ускорение свободного Падения,м/с2; •К0РКП' проводкой функцяи ; Ь 0 -глубина ковша, м.

Результаты испытаний показали достаточную сходимость расчетных и экспериментальных данных.После определения собственной частоты колебаний металла в ковше, разработали конструкцию дутьевого устройства, генерирующего низкочастотную составляющую.В качестве источника колебаний использовали газодинамические пульсаторы.Сущность ех работа состоит в следушем: в потоке газа находится плохо обтекаемое тело, за ним образуется вихревой след, причем чихри сбегает. с определенной периодичностью, зависящей от формы и размеров конструкции, а также от скорости потока.Так, при обтекании цилиндра образуется вихревая дорояка Кармана.Направлений попеременно меняется, угловая частота отделения вихрей определяется по

формуле: ¿0 = ^ , где ^-скорость потока,м/с; 7) -диаметр 2 9ГВ

0,22 - число Струхаля.

На этом пргнцкпе были разработаны конструкции дутьевых устройств для продувки чугуна нейтральным газом. За основу взята обычная Фур/а "ложный стопор", внутри трубы устанавливается цилиндрический Пульсатор.Пульсаторы в промытленных Фур/ах устанавливаются ка расстоянии 230-270 от среза фурмы, что исключает их "захлестывание" металлом./Расчет дутьевых параметров промышленных фурм

лрочодялся, исходя иэ необходимости получения ч потоке низкочастотно!} ^оставляющей, сочпадчтщчЧ с собственной частотой колебания ковша.Как показали дальнейшие исследования, данннй тип фур( генерирует ггчлч* rwтр яагтот,значения которых определялись на троетга-лонной установке с по-ощыо импульсного препезионного шуигомера В 000?7.7лтчик прибора размещался на срезе фур-w, яятавпче спеч-трч частот прялстччлянч п таблице? 2.

Таблица 2.

Ялиянлр рр*имоч продувки на уровни звукового ' давления при разных частотах, Дб

Расход Частота . Гц

газа при ' продувке, 31 03 125 250 500 1000 2000 4000

8 80 88 86 '81 76 -76 66 68

12 81 86 86 84 82

16 82 84 86 81 80 78 77

Анализируя чяетот!!ч<? характеристики, гтрпходич к вкводу, что кчяболыпиП ypoB°fi> звутторого давления в средне - и вчсокочастотной

п

областях при расхода инертного газа 8-76 •« /ч приходится на частота 63-250 Гц, при чоторчх размер;» неразрушившагося газового ядра становятся нинямяльннми, что на практика подтчервдалось отсутствием "проЗоЯнчх* н ярко вкражониого пятна бурления в ковше. Г? о свидетельствует об оптимальности заданных дутьевих рэаамов а с точки зрения подавления вторичного окисления металла атмосферой. Необходимо откатить, «то а спектре достаточно представлена и ччсокоча^тотная составляющая, интенсифицирующая дробление пузчроП .ч тугуне /Таблица 3 К

Таблица 3

Влияние продувки на качеств металла

Режимы продувая Расход ¡»К Время гомо- гвни-ЗаПЯИ мин Содержание гчзоа яо! и после Е продувки

ОвактивннЗ кислород.» Ю [О] чакууч-плавление ] азот

Т Н I Г Т II

ПульсЯ- рушиЯ / резонансная частота/ в 4 8 1-3 1,46 ¿Л2 1.09 - Р.0011 0,009 ■0.0011 0,008

Цульсн-рувдй 16 + 18 2*4 1.98 1,33 1«£2 1,27 3,004 0,002 алш 0,0085 0.01,0 0,007

Пульси-руший 10 ♦ 13 4 * 6 1*25 1,40 1.23 3.004 0,004 о.р 10 0,008 о.роэ 0,007

Стационарный 20 4+7 2.05 1,45 2.01 1.40 - - 0.0^0 0,008 0,010 0,008

Степям» развития массообмекннх гстопу-тт оце кивали по минимальной продолжительности пролувки, ооеспччжчтшапй гомогенизацию расплава по снижения содержания0о . [р] .[¡V], [к] .

Гомогенизацию металла оценивали во тг.реднению мч^ного индикатора и по скорости яадения температтри «чталла в ковше. Результаты представлены в таблице 3.

Содержания водорода после приметете пульсирующей пролувки

снизилось на 15-29 % от исходного. Ива» снижение содержания газов,

3

гомогенизация металла, повысили плотвэет* с 6,89 - 6,90 г/см До 6,92 - 7,2 г/см3 и механические сяовстч» »«таяла с 18,5 -20 кг/»»2 до 20,0 - 24 чг/мм', твердость КЧ с 160-170 до 180-200 соответстяпнио.Возросла хидкотекучасть "веталла, что позволило снизить температуру заливки металла на 20 — 30 °С.

•разработаны номограммы, позволявшие определить оптимальный температурный ретгм знепечной обработки чугуна. Несомненно, все это должно было положительно сказаться на стойкости изделий.

4.3. Влияние продувки инертным газом на эксплуатационные показателя изделий При оценке влияния продувки на стойкость изделий использовался корреляционный и. регрессионный анализы.В литейном цехе ЗСМС в августе-сентябре 1987 года, в май-июне 1988 г. .феврале-карте 1989г. би.лл . отлиты три партии опчтннх поддонов, обработанных инертным газом, из которых были сформированы в 1987 голу - 4 состава сталеразлипоч1ш: поддонов, в 1988 - 2 состава, в 1989.- 3 состаза. Составы эксплуатировались по принятой на ЗС?£< технология. Ежедневно осматривался паря опытных поддонов, фиксировалось вреда зарождения трекин, периодически измерялась глубина раз>/чва лунки поддона. Вез это обеспечило достаточную для практики воспроизводимость п точность ".юдолей, позволяло выбрать оптимальная химический состав чугуна / С 3,6-3,8 %,

1,8 - 2,0 Мл 0,6 - 0,8 % /.Хи-.таческиЯ состав чугуна л температурный режим заливки исключают спэлеобразоданке. Обработка экспериментальных данных при содержании' марганца'--з чугуне 0,6 - 0,78 % , позволила получить следующее уравнение регрессии:

С = 162,9 С - 193,4 51 + 267 Йт - 139,4 Сг - 271,2 Р -- 152,3 5 + 245,6 С,- 2,99 Т + 0,338 Т3 + 3690 ; (а) Я= 0,8175

где Т, Тд -температуря перегрева и зэливки чугуна.

Стойкость опытных поддонов и поддонов массового производства, отлитых из чугуна, обработанного инертным газом, в пульсирующем режиме, значительно возрастает /Ряс. 1 /.Другие факторы, оказывавшие существенное влияние на стойкость поддонов в период яг испытания и эксплуатации, оставались на том же уровне, т.е. пэ оказывали влияния на изменение их стойкости.

^ целом, проведенные исследования я анализ промышленных гязультатов внедрения показали, что реализация разработанного комплекса анплаякл *етмла с режимом тврмонрвмвкной обработки и чнвялчноЯ обработки ; металла аргоном я тгдься^тчцвм гекямч, позволяет оггес тччнно. тлуч-. шить показателя качества ''отчллопродучции.

Заключение

1. Исследована я разработана технология вчтлччки чугуна ч иктгюхяоя-ных печах с режимами тер^оираченной обработки. Лромыялеиными экспериментами выявлены оптимальные пределы наполнения тигля я порядок присадки шихтовых материалов, применительно к печи ;!Ч?-1СМ, позволяющие получить гомогенную шлакометчлличесчую эмульсию и устраняющие интенсивное разъедание футеровки.

2. Ка основе многокритериального анализа технологии плавки определено влияние состава шихты ка технико-экономические показатели процесса , выявлено, что оптимальное содержание стальной составляющей в шихте 50 %.

3. Установлен э<м-ект значительной дегазация чугуна кислым злаком /до 30 % вт квхсдного содержания азота'. Йчяялчны три периода сгцест-вовакия шлакового расплава, различавшиеся "4хакизма«я гсеазотастд чугуна.

4. Математическим моделированием чычвленн основные 1>ччтор«, злия-вдие на процесс деазотации, это степень наполнения тигля и скорость движения металла.

5. Определены оптимальные параметры ТЭО к оценено их влияние на качество чугуна / Т° С 1495-1520, 2- 8-10 минут/.Данные режимы позволяют повысить 6е на 2,5 кг/м«2.

6. Предложен способ интенсификации нереме,т/явания расплава в коч:ах малой емкости, основанный на совпадения частот подачи газа в ковш и собственной частоты колебаний металла в ковяе./'.сследоэано его влияние на газосодержаниэ, механические, Физические свойства чугуна и эксплуатационные показатели изделий.

7.ВнеДреЭТ1е ДВИНОЙ рабОТН ПОЗВОЛЯЛО ПОВЫСИТЬ стойкость чугунных сталеразливочнчх поддонов я снизить ах расход с 6,1 кг/т стали до 4,2 кг/т стали.За счет bosvokhocth переработки практически любой сихтн, из ее состава исключен дефинитный дорогостоящ^ литейный чугун, что снизило себестоимость 1 тонны чугуна на 1,7 руб/т. в генах 1989 года.Суммарный экономический от внедрения резуль-

татов данной работм свнве 500 тысяч рублей в пенах 1989 Р, к счыяе 9 миллионов рублей и период 1991 - 1993 г..

Чаторяали диссегталяи в фортке научного доклада опуЛлкковчны 'в Работах

1.Лубяной £.A.,Uv»«5<w Я.П. Оптимизация режимов тормовременноЯ обработки чугуна на основе пряклипов саморегулирования обьекта управления. второе ^сесосзное совеаание "применение ЭВМ в научных исследованиях и рчзр<{ботках":?ез. докладов.-Днепропетровск.-1989.-е.99.

2.Кустов Е.А.,Чичков В.II.,Харькова H.H.,Лубяной Д.А. и др. Повыконие стойкости поддонов из чугуна индукционной плавки.//Сталь.-1989.-'

* G.-o.28-30.

3.Самсонов Ю.Н.»Лубяной Д.А. и др.Комплексная оптимизация химического состава чугуна и состава шихты при бтработхе технология выплавки синтетического чугуна для отливки поддонов.//Всесоюзная научно- техническая конференция молодых металлургов исследователей*.Тез. докладов.-Лоне?гк.-1967.-с. 4 5.

4.Са»сонов Ю.Н.,Лубяной Д.А. я лр.Оптимальный течпоратуртмй режим вчплаччи и внепечкой обработки синтетического чугуна.//Тезпси дояла-ясв "Модчх спепкалйсточ ЗСЧК.-Новокузнецк,-1987.-с.72.

5.Я*овенко • Т* В. «Сазонов *D«Я. ,фэбип®в «Д.Н. «ДубяюЯ .Д«А» и *?. Зкедртну.е технологии произволетвч г.оддота для сквозных изложниц из синтетического vvrvKa./^Tav ae.-c.27.

6.Бобохина S.Ii. .Самсонов D.H. Дарикоча H.H..Лубяной Д. А. а яр.Сата-"изяпкя состава скхта синтетического чугуна на основа статистамче-

ких методов и экономико-математического моделирования.//Там же.-с.74 '.Каминская И.А..Самсонов Ю.Н..Лубяной Д.А. и др.Исследование и разработка температурного, режима на участке индукционных печей.// Там же.-с.45.

8.Лубяной Д. А. »Каминская И.А..Фирсова Т.В.Технология плавки и оптимальней химический состав чугуна для отливки сменного сталеразли-вочного оборудования.//Научно-техническая конференция "Молодежь и научно-технический прогресс":Тез.докладов.-Липецк.-1988.-с.112-114. Э.Литвинцев И.Г..Лубяной Д.А..Багареза Н.Б.Использование блок-схемы к ППП для выбора оптимального состава шихты с учетом ограничений.// Второе Всесоюзное совещание "Применение ЭВМ в научных исследованиях и разработках":Тез. докладов.-Днепропетровск.-1989.-с.23-24.

10.Лубяной Д.А..Лятвикцев И.Г.Математическая модель процесса деазотадии чугуна.//Там же.-с.45.

11.Коротких И.К. .Самсонов Ю.Н. .Лубяной Д.А. и др.Оптимизация химического состава синтетического чугуна для подцонов.//Известия ВУЗов. Черкая металлургия.-1989.2.-е.106-108.

12.Лубяной Д.А..Цчмбал 3.П.Применение математической модели для изучения процессов деазотадии расплава чугуна в индукционных печах промышленной частота.//Второе Всесоюзное совещание "Базы физико-химических и термодинамических данных для оптимизации металлурги-

г*

чэских технологий: Тез.докладов.-Курган.-1990.-c.133.

13.Лубяной Д.А..Дробышев А.Н..Григорьев Л.А.Особенностя шлакового режима в индукционных печах промышленной частоты с кислой футеровкой. //Всесоюзная научно-техническая конференция молодых ученых, инженеров и рабочихЛз.докладов.-Донецк.-1991.-о.37.

14.Дробышев А.Н..Макаров Э.С..Лубяной Д.А. и др.Производство изложниц из чугуна, легированного титаном в условиях Западно-Сибирского металлургического комбината.//Там же.-с. 38.

15.Лубяной Д.А..Цымбал В.П..Дробцшев А.Н. Использование принципов .

саморегулирования в технологии выплавки и внепечной обработки чугуна индукционной плавки./'Региональная научно-практическая конференция, посвященная 60-летгаэ СЛИ: Тез.докладов.-Новокузнецк.-1993." . с.123.

16.Макаров Э.С. Дробшев А.Н. .Лубяной Д.А. и др. 'Исследование влияния технологических параметров и химсостава чугуна на стойкость изложниц с использованием статистических методов.'/Всесоюзное совещание "Мопалировчниа Физико-химических систеч и технологических процессов в четаллургий": Тез.докладов.- Новокузнецк.-1991.

17.Лубяной Д.А..Василега Ü.M. и др.использование принципов саморегулирования для механических свойств при отработке технологии вь-п-лавки чугуна инпучпионной плавки.// Там же.

Iß.JIvöHHoH Д.А., НеЯгебаузр Г.О..Дробниев А.К. Особенности деазотэ-цяи чугуна в индукционной печи ттро-лчзленноЯ частот«. //Седшая Всесоюзная научная конференция "Сов^-эучнкче проблода электрометал-

п

лургия стали: Тез.докладов.-Челябинск.-1990.

19.Лубяной Д.А. .Дробтжев А.Н. Особенности продувки кнерткчм газом в коваах "'алой svkocth." Там т.е.

20.ЛубяноЯ Д.А., НчЯгебчуэр Г.О.. Цимбал В.Л., ДроСтаеэ А.Н. Яовелв-ние азота при плавке чугтаа в кндукциопннх печах с кислой ^утерсв-кой./'Известия ЗУ?оя. Черная металлургия.-1991.2.-е. 76-8С.

21.Дгх>бы:пев А.}:..Лубяной Д.А..Артеэдва Г.В. Потянете стойкости изложниц ,'.з ч'туна, легированного титаном./'Сталь.-1933.-.'* 5.-

22. Чиччо* В.И.,Попов H.A., Гвлдов В. П..Лубяной Д.А. я др. СяссзЗ получения синтетического «оди^ициропчнкого чугпа в яккутазмн:-«?. печи про^явленкоЯ «астотч. Автотлкое свидетельство 163Ь448.