автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Изучение деазотации стали шлаковыми смесями с высокой нитридной емкостью и регулируемым уровнем окисленности

На правах рукописи

РГ5 ОД

< з ьм т

ч

СТАДНИЧЕНКО ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ИЗУЧЕНИЕ ДЕАЗОТАЦИИ СТАЛИ ШЛАКОВЫМИ СМЕСЯМИ С ВЫСОКОЙ НИТРИДНОЙ ЕМКОСТЬЮ И РЕГУЛИРУЕМЫМ УРОВНЕМ ОКИСЛЕННОСТИ

Специальность 05.16.02. «Металлургия черных металлов»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2000

Диссертационная работа выполнена на кафедре электрометаллургии стали и ферросплавов Московского государственного института стали и сплавов (технологического университета)

Научный руководитель:

доктор технических наук, проф. Уточкин Ю.И.

Консультант:

доктор технических наук, в.н.с. Бурцев В.Т.

Официальные оппоненты: д.т.н. проф. Смирнов H.A. к.т.н. ст.н.с. Куклев A.B.

Ведущее предприятие: ГНЦ РФ ЦНИИТМАШ

Защита состоится « £ >> 2000г. в на

заседании диссертационного совета Д053.08.01 при Московском государственном институте стали и сплавов (технологическом университете) по адресу: 117936, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного института стали и сплавов.

Автореферат разослан « » 2000г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д053.08.01

доктор технических наук, профессор

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность работы.

Усиление конкуренции на мировом и внутреннем рынке не могло не сказаться на предъявляемых требованиях к современным сталям и сплавам. В связи с этим особую роль приобретает понятие "качественная сталь", включающая в себя целый ряд важнейших аспектов, в том числе и ограничение по содержанию вредных примесей, в частности азота. Это особенно важно для плоского проката, который становится неотъемлемой частью сортаментов электросталеплавильных комплексов.

В то же время, ряд существующих технологий не дают оптимального и экономически выгодного решения проблемы снижения содержания азота в электростали. Несмотря на то, что в высоко мощных дуговых электропечах нового поколения удается получить металл, содержащий на выпуске 30-40 ррт азота, с помощью таких приемов как использование шихты с высоким содержанием заменителей скрапа (чугун), применение пенистых шлаков и т.д., сталь насыщается азотом на последующих стадиях передела. Применение традиционных внепечных способов деазотации стали, например, вакуумирования, не всегда успешно или экономически целесообразно. Таким образом, на сегодняшний день достаточно остро стоит проблема разработки новых нетрадиционных способов рафинирования электростали от азота при внепечной обработке. Одним из таких способов, может оказаться обработка металла шлаковой смесью с высокой нитридной емкостью при регулируемом уровне окисленности. Разработка эффективной технологии шлаковой деазотации, требует в свою очередь, дальнейших исследований сорбционных характеристик рафинировочных шлаков, прежде всего титансодержащих, которые на сегодняшний день представляются наиболее перспективными для существенного

снижения содержания азота в металлических расплавах в промышленных условиях.

Цель работы.

Изучение условий рафинирования стали шлаковыми смесями с высокой нитридной емкостью и регулируемым уровнем окисленности для получения данных, необходимых при разработке теоретических и технологических основ эффективной внепечной деазотации металлического расплава.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

■ обобщение, систематизация и обработка существующего материала по растворимости азота в различных шлаковых системах. Получение аналитических зависимостей связывающих нитридную емкость с составом рафинировочных шлаковых смесей и использование их для прогнозирования конечного содержания азота в готовом металле;

■ экспериментальное изучение нитридной емкости титансодержащих шлаковых смесей на основе распределения азота между металлической и шлаковой фазами, в зависимости от состава последней;

■ показать возможность эффективной комплексной обработки стали от азота и других вредных примесей при использовании исследуемых шлаковых расплавов.

Научная новизна.

■ на основе обобщения и обработки массива экспериментальных данных по нитридной емкости различных шлаковых смесей, получены аналитические зависимости, связывающие эту характеристику с составом шлака, используя два разных подхода: на базе оптической основности и путем введения специального параметра,

4

позволяющего учитывать влияние каждого компонента шлакового расплава; Я впервые использована методика плавки металла во взвешенном состоянии, для изучения равновесного распределения азота между металлической, шлаковой и газовой фазами, позволяющая определять нитридную емкость шлаков с достаточной степенью надежности; И получены новые результаты, характеризующие сорбционную ' способность титансодержащих шлаковых смесей по отношению к азоту, и существенно расширяющие область составов рафинировочных шлаков, которые могут быть использованы для эффективной внепечной деазотации металлических расплавов.

Практическая значимость.

Результаты работы могут быть использованы при разработке технологических рекомендаций по внепечной комплексной обработке электростали шлаковыми смесями, с целью существенного снижения содержания азота и других вредных примесей.

Публикации.

По результатам исследования опубликована одна статья, а также представлен доклад на 6-ю интернациональную конференцию по шлакам, флюсам и солям (Стокгольм, 2000г.)

Объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 3-х глав, выводов, списка использованных источников и приложения. Работа содержит 100 страниц текста, 27 рисунков, 32 таблицы. Список использованных источников из 90 наименований.

2. ПРОБЛЕМА АЗОТА В ЭЛЕКТРОСТАЛИ И ПУТИ ЕЕ

РЕШЕНИЯ ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ШЛАКОВЫХ СМЕСЕЙ С ВЫСОКОЙ НИТРИДНОЙ ЕМКОСТЬЮ ПРИ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКЕ.

Непрерывное усложнение конструкций, увеличение нагрузок, обеспечение высокого уровня безопасности - жестко ограничивают допустимые пределы качества продукции сталеплавильной промышленности. В этой связи проблема удаления азота, наряду с другими вредными примесными элементами, становится особенно актуальной. Избыточное содержание азота в стали приводит к резкому ухудшению служебных характеристик металла и появлению деформационного старения и синеломкости, пористости, деформации металла при глубокой волочильной обработке и плохой свариваемости листовой стали. Помимо этого, нитриды алюминия или титана способствуют появлению межкристаллитного излома в разлитой стали и затрудняют технологический процесс производства при ее разливке на машинах непрерывного литья заготовок.

Таким образом, рассматривая влияние азота на качество стали, как часть комплексной проблемы рафинирования металла от вредных примесей, следует особо отметить, что получение стали с содержанием азота менее 0,004% - одна из основных задач которые стоят перед качественной электрометаллургией. Не рассматривая целиком столь глобальную проблему, в данной работе предпринята попытка решить часть этой задачи, а именно разработать способ дополнительного рафинирования металла от азота, поглощаемого сталью в процессе внепечной обработки (рис.1.), шлаковыми смесями с высокой нитридной емкостью (Сы). Результаты исследований ученых-металлургов последних лет дают основания считать, что предлагаемый способ, является одним из наиболее перспективных направлений в комплексной

обработке стали, и на сегодняшний день, возможности такой обработки используются далеко не в полной мере.

Эффективность рафинирования металлического расплава шлаковыми смесями определяется в первую очередь сорбционной способностью шлакового расплава по отношению к примесным элементам в стали, которая в свою очередь зависит от состава шлака, температуры и уровня окисленности системы (Рог). Роль последнего параметра представляется наиболее значимой для регулирования степени рафинирования металла в широких пределах.

Содержание азота на всех стадиях предела по данным МолМЗ

(1) и ОЭМК (2).

[N], %

0.013

0.012 0.011 O.Ol О.ООЭ 0.008 0.007 О.ООб 0.005 0.004

Перед Внепечная Перед Готовый сорт

выпуском (ДСП) обработка отдачей

1-я проба на разливку

Стадии передела Рис.1.

У у о"

У у у*

У У ф

2 - У

На сегодняшний день вопросу изучения сорбционной способности шлаковых смесей по отношению к азоту посвящено достаточно большое количество работ. При этом существует несколько направлений в исследовании данной тематики: отечественная школа (Пономаренко А.Г., Уточкин Ю.И., Павлов A.B.), американская (Fruehan R.J.) и японская (Suito Н.). Все указанные авторы считают, что одними из наиболее эффективных с точки зрения рафинирования стали от вредных примесей представляются шлаки на основе Са0-А1203 с добавлением оксидов сильных нитридообразующих элементов, как то TiOx и Zr02.. Однако по целому ряду причин до настоящего времени обработка такими шлаковыми смесями не нашла широкомасштабного применения в металлургической промышленности. К этим причинам следует отнести ряд моментов. Во-первых, это связано с высокой стоимостью смесей (при использовании, например, дорогостоящего ВаО, в своем составе), также возможностью восстановления титана (в случае применения шлаков типа ВаО - А1203-ТЮХ с содержанием последнего порядка 45%). Во-вторых, с необходимостью достижения высокой степени раскисленности системы, что не всегда представляется возможным. Кроме того, при использовании шлаков, имеющих в своем составе CaF2, достаточно сложно удовлетворять возрастающие требования к уровню загрязнения окружающей среды, а также существенно снижается технологичность процесса (проблемы с футеровкой и т.д.). И последнее, на сегодняшний день, практически полностью отсутствуют данные о рафинировочной способности этих шлаков по отношению к другим примесным элементам (в частности к сере), необходимые для проведения комплексной обработки стали от вредных примесей.

Следует отметить, что для эффективного рафинирования металлического расплава от азота необходимо соблюдение нескольких условий: низкое содержание азота в исходном шлаке используемом для обработки ((N) < 0.002 %); высокая

нитридная емкость шлаковой смеси (CN > 10"11), состав которых, удовлетворяет технологическим, экономическим и экологическим требованиям металлургического производства; низкий уровень окисленности (Рог< 10"15атм.).

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ СОСТАВА ШЛАКОВЫХ СМЕСЕЙ НА ИХ НИТРИДНУЮ ЕМКОСТЬ.

3.1. Связь между нитридной емкостью и оптической основностью рафинировочных шлаков.

На сегодняшний день, в качестве обобщающего параметра характеризующего состав шлаков и наиболее полно отражающим влияние его отдельных компонентов, принято считать оптическую основность (X). Концепция оптической основности была разработана Daffy J.A. и Ingram M.D. и в дальнейшем развита в работах Sommerville I.D.

В настоящей работе предпринята попытка на основе обобщения и обработки практически всех представленных в настоящее время экспериментальных данных по растворимости азота в различных шлаковых системах, выявить возможную зависимость CN от X. Такая зависимость может быть в дальнейшем использована для прогнозирования состава шлаковых смесей с целью эффективной деазотации стали. Как и в большинстве исследований, принято, что валентность азота в изучаемых шлаковых расплавах не меняется в зависимости от состава, и остается равной -3. Все используемые значения CN были получены при температуре 1873 К. Обработку данных проводили методом наименьших квадратов при доверительной вероятности 95% для двух групп шлаков: шлаковых смесей без оксидов сильных нитридообразующих элементов, как то TiOx, и для шлаковых смесей содержащих оксиды сильных нитридообразующих элементов. Полученные зависимости представлены в виде:

lgCN= -3.027-12.16Ä, R=-0.9639 (без ТЮх) (3.1.)

lgCN= 9.087-27.67A, R=-0.9828 (с TiOx) (3.2.)

Как видно из двух уравнений, для всех изученных шлаков в интервале значений X от 0,64 до 0,82, справедлива линейная зависимость lgCN=f(/l), а величина lgCN уменьшается с увеличением оптической основности.

3.2. Методика расчета нитридной емкости

многокомпонентных шлаков на основе СаО - А1203.

Для описания нитридной емкости многокомпонентных шлаковых смесей представляется целесообразным использовать предложенный ранее в работах Куклева A.B. и Сурового Ю.Н. подход, позволяющий учитывать влияние каждого компонента шлака на его сульфидную емкость. Используя этот метод, логарифм нитридной емкости многокомпонентных шлаков может быть разложен в ряд Тейлора по степеням мольных концентраций добавок вокруг точки, отвечающей составу стандартного шлака. LgCN=LgCN°+IbINi+ Sbü (Ni')2 + IbijNi' Nj/ (3.3.)

где LgCN - нитридная емкость стандартного шлака;

Ni - условно принятый параметр, характеризующий мольную долю добавки любого компонента к стандартному шлаку.

Коэффициенты разложения ß по определению равны:

bi = (aLgCN/ÖNi')Ni -> 0 a=const; (3.4.)

и в определенной степени являются аналогом параметра взаимодействия в металлических расплавах.

Величины Ni мольной доли добавок СаО и АЬОз к стандартному шлаку определялись из выражения:

N'caO = NcaO- OL Na1203 (3.5.)

N'a1203 = na1203 - Ncao/a (3.6.)

a= №сао/№А12оз ; (3.7.)

Для остальных добавок: Ni =N;. (3.8.)

10

Было сделано допущение, что вклад членов £Ьц (ЭД')2 и ЕЬцЭД N¡3 в величину нитридной емкости незначителен и в пределах исследуемых составов ими можно пренебречь. Таким образом, зависимость нитридной емкости от мольной доли добавляемого компонента имеет следующий вид:

ЬёСн=Ь8С№+1Ь;К|' (3.9.)

>1

В качестве стандартного шлака выбран шлак СаО- А1203 с соотношением компонентов 50%-50%. На основе анализа различных литературных данных нитридная емкость стандартного шлака принята равной 10 "12'93.

В результате расчетов получены следующие значения Ь для добавок А1203, СаО, М§0, 810?, ТЮ х, гю2 к стандартному шлаку, равные соответственно: 3,57, -1,96, -0,96, 1,71, 3,99 и 9,16. На рис.2, представлены графические результаты работы в виде зависимости относительной нитридной емкости равной: Ь^Сы' - - 1^См° от 1ЧР. Причем для N'00, согласно

уравнениям 3.5. и 3.6. зависимость относительной нитридной емкости Ь§Сы' от N1 шлакового компонента имеет следующий вид: - Г^Си' = - . Как видно из представленных

результатов, чем выше нитридообразующая способность элемента, тем больше вклад его оксида в повышение нитридной емкости шлакового расплава, что связано прежде всего, со снижением активности азота в шлаковой фазе.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АЗОТА МЕЖДУ МЕТАЛЛИЧЕСКИМ И ШЛАКОВЫМ РАСПЛАВАМИ.

4.1. Методика исследования рафинирующей способности шлаковых смесей.

В данном исследовании в качестве экспериментальной установки использовали установку для плавки металлов и

Зависимость логарифма относительной нитридной емкости от величины N1' характеризующей мольную долю шлакового 1цС.\' = 1§С\ - компонента

1§С№

3 2,5 2 1.5 1

0,5 0

-0,5 -1

А

> к Г' А к

Их к

Л / /

& 3 п

г1-"-....... Д '5,-......••

! "" О Г 0 5—%о 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0

+

Рис. 2.

ю

« МдО

□ вюг

А ТЮх ь2г02 + СаО А1203

сплавов во взвешенном состоянии в электромагнитном поле. Суть метода состоит в том, что образец металла, находящийся в контакте со шлаком, нагревается высокочастотным полем во взвешенном состоянии до заданной температуры с соответствующим плавлением шлака и металла в контролируемой атмосфере печи с распределением изучаемой примеси между фазами. Основное преимущество данного метода заключается в отсутствии контакта жидкого металла с огнеупорной футеровкой, что обеспечивает ликвидацию одного из главных источников загрязнения металла. По сравнению с другими методами плавка во взвешенном состоянии имеет помимо этого еще несколько преимуществ, а именно:

И регулируемое время пребывания капли металла в жидком состоянии;

■ контролируемая газовая атмосфера и шлаковая фаза; И энергичное перемешивание металла, что создает благоприятные условия для массопереноса компонентов к реакционной поверхности; Н большая однородность полученных сплавов; Н возможность достижения предельно высокой скорости затвердевания металла.

Наряду с явными преимуществами данного метода, существуют и определенные недостатки:

Н сложность обеспечения устойчивого положения капли

жидкого металла во взвешенном состоянии; И трудность регулировки температуры;

Я ограниченность массы металла удерживаемого в

электромагнитном поле; В большой температурный градиент в шлаке, что может отрицательно влиять на кинетику реакций между металлом и шлаком, вызывая градиент концентраций в шлаке. Особенностью методики применяемой в данном исследовании является то, что используется керамический

тигель, помещаемый в индуктор, в который загружается шлак вместе с металлическим образцом, а также избыточное давление азота в газовой фазе на уровне 2-х атм. Во время плавки металл взвешен в шлаковом расплаве, причем обычно шлак расплавляется не полностью, образуя гарнисаж, вследствие чего отсутствует контакт жидких металла и шлака с тиглем.

Электропитание осуществляется высокочастотным генератором с колебательной мощностью 10кВт и частотой 440 кГц. Температуру металла и шлака измеряли оптическим монохроматическим пирометром с исчезающей нитью накала и окулярным 30-кратным микроскопом, отградуированным по температуре плавления железа в условиях опыта с погрешностью 10%. Время достижения равновесия 600 с, так как, во-первых, при этой выдержке происходит значительное замедление процессов сорбции азота как в металл, так и в шлак, а во-вторых, данное время объясняется особенностями плавки металла во взвешенном состоянии в жидком шлаке из-за интенсивного перемешивания как металла, так и шлака.

Анализ азота в металле и шлаке и кислорода в металле проводили методом восстановительного плавления в среде инертного газа.

4.2. Растворимость азота .. в шлаковой системе СаО -

В качестве объектов исследования были выбраны шлаки, состав которых представлен в таблице 1.

Равновесное распределение азота в системе газ - металл -шлак можно представить в виде ряда основных реакций и уравнений:

А12Оз -ТЮХ.

2[Ы]+3(02") = 2(Ы3")+3[0]

1/2^+3/2(02") = (Ы3")+3/402 1Ш2 = [М]

Константа равновесия для реакции (4.2.) имеет вид:

(4.1.)

(4.2.) (4.3.)

Кр={(%Ы3-)(Ро23/4)/(Рк21/2)}{(Гкз-)/(ао2),/2}, (4.4.)

где выражение в первых фигурных скобках является нитридной емкостью, которая выражается следующим образом: 1§См= 18(0/с^)+3/41ё(РО2)-1/218(РХ2) или (4.5.)

(Н№*Рга1/2*Р 023/4 (4.6.)

где (14) - растворимость азота в шлаке, См - нитридная емкость шлака, Рш - равновесное парциальное давление азота, Р 02- равновесное парциальное давление кислорода, Тогда коэффициент распределения азота описывается в виде: Ьм=(К)/[М]=Ск'Ро2-3/4 (4-7.)

где - коэффициент распределения азота между металлом и шлаком, а следовательно, нитридную емкость шлака можно представить как:

^СКИ^+ЗМ^Рсй)* +1вКр (4.8.)

Это уравнение было основным при расчетах нитридной емкости шлаков по экспериментальным значениям коэффициента распределения азота между металлом и шлаком.

Таблица 1.

Составы исследованных шлаков.

№ шлака СаО/ АЪОз Состав шлака

СаО А120з ТЮХ

%мас Ж %мас XI %мас XI

1 1,25 50 0,633 40 0,278 10 0,089

2 1,25 45 0,576 30 0,253 19 0,17

3 1,25 30 0,398 24 0,175 46 0,427

4 0,6 30 0,63 50 0,384 20 . 0,196

5 0,6 27 0,379 45 0,346 28 0,275

Необходимое значение окислительного потенциала системы 1§Ро2 определяли по равновесию между кислородом в газовой фазе и алюминием в металле, которое описывается следующей реакцией:

2[А1]+3/202=(А120з) АО=1565059- 384,2Т (4.9.)

1ёР02^(2/3){1ёК-2(1ё[А1]+1ёад +18 а дшз} (4.10.)

Следует отметить, что особое внимание было уделено определению активности А120з в шлаковой фазе. Для этого использовали различные подходы, основанные на анализе немногочисленных для изучаемой системы, литературных данных и расчетах по теории шлаковых расплавов как фазы с коллективной системой электронов. Экспериментальные данные и полученные на их основе расчетные величины представлены в таблице 2 и на рис. 3. Анализируя эти значения, следует отметить: ■ полученные экспериментальные результаты подчиняются линейной зависимости тенденции уменьшения lgCN с ростом оптической основности шлаков, а также удовлетворительно сопоставляются с результатами, полученными другими авторами.

Таблица 2.

Экспериментальные значения равновесных величин и нитридная емкость изучаемых шлаков при х =600 с

Номер шлака (М) М [А1] а Л1203 (1) а а1203(2)

1 0,061 0,066 -0,08 0,0198 0,16 0,64

2 0,152 0,073 0,44 0,0200 0,14 0,64

3 0,094 0,015 0,50 0,0220 0,10 0,05

4 0,145 0,056 0,41 0,0220 0,20 0,64

5 0,435 0,045 1,10 0,0200 0,19 0,64

Продолжение табл. 2.

Номер шлака 1вРо2(1) 18РО2(2) 1ВСм(1) 1§СК(2) Л,%

1 -14,28 -13,88 -12,12 -11,82 2,55

2 -14,33 -13,89 -11,63 -11,30 2,92

3 -14,43 -14,63 -11,65 -11,80 1,27

4 -14,22 -13,89 -11,59 -11,34 2,22

5 -14,24 -13,89 -10,91 -10,65 2,47

И результаты экспериментов подтверждают ранее сделанные выводы о благотворном влиянии ТЮХ на сорбционную способность шлаков к азоту; И шлаки с отношением СаО/ А120з = 1,25 показали лучшие рафинировочные свойства по отношению к азоту, чем шлаки с СаО/ А1203 =0,6, а влияние активности А120з на Ьы не столь существенно.

И увеличение составляющей ТЮХ в шлаке свыше 20-30% мае. нецелесообразно, так как не приводит к значительному расширению сорбционных возможностей смеси по отношению к азоту; В таблице 3 представлены данные позволяющие сравнивать значения ^Си, полученных экспериментально и рассчитанных на основе аналитических зависимостей этой характеристики от состава шлаков (уравнение 3.2. и З.9.).

Как видно из таблицы, наибольшая ошибка составляет не более 10,6%, что подтверждает как надежность полученных зависимостей, так и возможность их использования для прогнозирования сорбционной способности широкого круга титансодержащих шлаковых смесей по отношению к азоту.

Зависимость нитридной емкости исследованных шлаков и

данных других работ от оптической основности шлака.

«Данная работа □ Фройхен

д Фройде

о Суито

ж Накамура

Таблица 3.

Нитридная емкость шлаков, рассчитанная по разработанным методикам, в сравнении с экспериментальной.

Состав шлака, % 1дСы 1дСы А,%

СаО А120з тю2

lgCNN9.087-27.67A. эксперимент

50 40 10 -11,982 -11,822 1,3

45 36 19 -11,571 -11,300 2,4

30 24 46 -11,149 -11,797 5,5

30 50 20 -11,068 -11,337 2,4

27 45 28 -10,127 -10,651 4,9

ьёс№ + £ Ь;1 Ч;' эксперимент

50 40 10 -12.86 -11,822 8,8

45 36 19 -12.50 -11,300 10,6

30 24 46 -11.39 -11,797 3,5

30 50 20 -11.60 -11,337 2,3

27 45 28 -11.35 -10,651 6,6

5. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТИТАНСОДЕРЖАЩИХ ШЛАКОВ ДЛЯ ВНЕПЕЧНОЙ ДЕАЗОТАЦИИ СТАЛИ.

Полученные результаты позволяют сказать, что использование шлаков системы СаО-А12Оз- ТЮХ для внепечной деазотации стали можно считать достаточно эффективным. Оценочные расчеты показывают, что например, при продувке металлического расплава шлаковой смесью СаО-А12Оз- ТЮХ с соотношением компонентов 27%-45%-28% в количестве 20 кг/т стали и уровнем окисленности системы отвечающем 1§Ро2 = -14,56 (или [А1]=0,06%) степень удаления азота равна 40 % (рис.4).

Зависимость степени деазотации и десульфурации низколегированной стали при обработке шлаком №5 от количества шлака и уровня окисленности

системы.

100 - РМ, %...... — Яв, % ^ о 100

90 • • а 90

80 □ 80

•

70

□ 70

60 [А1] = 0,1 • 60

50 а —-*""' 50

40 •

[А1] = 0,02

30 40

20 30

10 . . , . . . . 20

ю о

15 20 25 30 35 40

Масса шлака, кг/т Рис. 4.

45

50

55

п Рв

При такой обработке весьма важным фактом является возможность восстановления титана из шлака и перехода его в металлическую фазу. Проведенные расчеты показали, что при заданном [А1]=0,06% может восстанавливаться до 0,1% [ТТ]. Однако, во всех проведенных экспериментах остаточное содержание титана не превышало 0,002%. Это может быть связано с тем, что при обработке стали титансодержащими шлаковыми смесями, реализуется комплексный механизм деазотации стали, включающий прямую экстракцию азота шлаком с высокой нитридной емкостью и низким окислительным потенциалом и удаление в виде нитридов титана, которые образуются на шлаковых каплях, как готовых подложках, гетерогенным путем (рис. 5). Действительно, оценочный расчет показывает, что гетерогенное выделение нитридных частиц требует в 104 раз меньшей степени пресыщения металлического расплава азотом и титаном по сравнению с гомогенным образованием ТШ. Кроме того, небольшое остаточное содержание титана в металле будет способствовать нитридному упрочнению последнего за счет выпадения мелких нитридных частиц в процессе охлаждения и кристаллизации стали.

Следует отметить, что изучаемые шлаки наряду с достаточно высокой нитридной емкостью обладают и высокой рафинировочной способностью по отношению к сере, что было показано в настоящей работе экспериментально. Так например, остаточное содержание [Б] в конечном металле при использовании шлака №4 не превышало 0,002%. Существенное снижение содержания серы при использовании титансодержащих шлаков положительным образом сказывается и на самом процессе деазотации. Сера, как и кислород, являясь сильным поверхностно активным элементом, блокирует границу раздела шлак-металл, чем сильно препятствует удалению азота в шлаковую фазу как при вакуумной обработке, так и при продувке газом.

Принципиальная схема удаления азота и нейтрализации его вредного влияния на качество стали.

1 - металл, 2- капля шлака Рис.5.

Проведенные эксперименты показали также хорошую абсорбционную способность этих шлаков к включениям глинозема, которые практически отсутствуют в опытных образцах металла. Таким образом, применение титансодержащих рафинировочных шлаков при внепечной обработке позволит комплексно очищать металл и удалять из него наряду с азотом, серу и неметаллические включения. Действительно, результаты расчетов степени одновременного рафинирования стали от азота и серы при использовании изучаемых шлаковых смесей представленные на рис.4 показывают, что, например, при продувке металлического

расплава шлаковой смесью Са0-А1203- ТЮХ с соотношением компонентов 30%-50%-20% в количестве 20 кг/т стали и 1§Рог = -14,56 атм. ( что отвечает [А1]=0,06%) степень удаления азота равна 42 %, а серы 63%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

На основе анализа и обработки массива экспериментальных данных, получены аналитические зависимости нитридной емкости от оптической основности шлаковых смесей. Общая тенденция снижения нитридной емкости шлаков с ростом их оптической основности в интервале Я от 0,62 до 0,84 сохраняется для всех изученных шлаковых систем с учетом экспериментальных погрешностей. Установлен параметр, характеризующий влияние каждого компонента шлака на его нитридную емкость. Оба способа описания сорбционных характеристик шлаковых смесей по отношению к азоту были проверены на основе экспериментальных данных и результатах работ других авторов, и показали хорошую сходимость результатов.

С использованием плавки во взвешенном состоянии, экспериментально изучено распределение азота в системе металл - газ - шлак. На основании полученных результатов определены значения нитридной емкости титансодержащих шлаков в широком интервале компонентов (10% < ТЮХ < 46%). Шлаки с отношением СаО/ А120з - 1,25 показали лучшие рафинировочные свойства по отношению к азоту, чем шлаки с СаО/ АЬОз =0,6, влияние активности (А1203) на не столь существенно.

Полученные результаты позволяют провести анализ перспективности одновременного рафинирования стали от азота и серы при внепечной обработке титансодержащими шлаковыми смесями. Показано, что увеличение содержания ТЮХ в шлаке свышё 20-30% нецелесообразно. Предложен

23

комплексный механизм удаления азота при такой обработке включающий: экстракцию азота шлаковой фазой с высокой нитридной емкостью (Cn > 10"11) и удаление этого элемента в виде нитридов титана, которые образуются на шлаковых каплях гетерогенно. Использование изученных шлаковых смесей в реальных условиях внепечной обработки стали, может обеспечить степень рафинирования металлического расплава от азота до 40 % и удаления серы до 60%.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Связь между нитридной емкостью и оптической основностью рафинировочных шлаков. Стадниченко Д.В., Уточкин Ю.И. Изв. Вузов. Черная металлургия. 1997. №9. 74-75с.

2. Effect of optical basicity on nitride capacity of titania containing slags. Yu.I. Utochkin, D.V. Stadnichenko, V.T. Burtsev and Y.A. Grigoryan. Sixth International Conference on Molten slags, Fluxes and Salts. Stockholm, Sweden - Helsinki, Finland.2000 (в печати)

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПРОБЛЕМА АЗОТА В ЭЛЕКТРОСТАЛИ И ПУТИ ЕЕ РЕШЕНИЯ

ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ШЛАКОВЫХ СМЕСЕЙ С

ВЫСОКОЙ НИТРИДНОЙ ЕМКОСТЬЮ ПРИ ВНЕПЕЧНОЙ

ОБРАБОТКЕ.

1.1. Влияние азота на качество стали.

1.2. Анализ выплавки, внепечной обработки и разливки стали с целью выявления факторов, оказывающих решающее влияние на насыщение стали азотом.

1.3. Влияние уровня окисленности на сорбционные свойства шлаковых смесей по отношению к азоту.

1.4. Растворимость азота в системе СаО-А^Оз, СаО-АЬОз-Т10х,Са0-А120з-2г02.

1.5. Растворимость азота в системе СаО -А^Оз- БЮг.

1.6. Оксифторидные системы.

1.7. Возможность деазотации стали шлаковыми смесями.

1.8. Выводы и постановка задачи.

2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УСЛОВИЙ

ЭФФЕКТИВНОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ

ШЛАКОВЫМИ СМЕСЯМИ.

2.1. Связь между нитридной емкостью и оптической основностью рафинировочных шлаков.

2.2. Расчет возможности восстановления титана при обработке стали шлаковыми смесями содержащими его оксиды.

2.3. Разработка программы расчета глубокого комплексного рафинирования стали от вредных примесей.

2.4. Методика расчета нитридной емкости многокомпонентных ишаков на основе СаО-А^Оз.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АЗОТА МЕЖДУ МЕТАЛЛИЧЕСКИМ И ШЛАКОВЫМ РАСПЛАВОМ.

3.1. Методика исследования рафинирующей способности шлаковых смесей.

3.2. Растворимость азота в шлаковой системе СаО-А^Оз

Основным требованием к продукции современной электросталеплавильной продукции является непрерывное повышение служебных характеристик готового металла. Качество выплавляемых сталей и сплавов в существенной степени зависит от содержания в них целого ряда примесей, в том числе и азота. В то же время, ряд существующих технологий не дают оптимального и экономически выгодного решения проблемы снижения содержания азота в электростали, в связи с чем, на сегодняшний день достаточно остро стоит проблема разработки новых нетрадиционных способов рафинирования электростали от азота при внепечной обработке. Одним из таких способов, может оказаться обработка металла шлаковой смесью с высокой нитридной емкостью при регулируемом уровне окисленности. Разработка эффективной технологии шлаковой деазотации, требует в свою очередь, дальнейших исследований сорбционных характеристик рафинировочных шлаков, прежде всего титансодержащих, которые на сегодняшний день представляются наиболее перспективными для существенного снижения содержания азота в металлических расплавах в промышленных условиях.

В этой связи, диссертационная работа посвящена изучению условий рафинирования стали шлаковыми смесями с высокой нитридной емкостью и регулируемом уровнем окисленности для получения данных, необходимых при разработке теоретических и технологических основ эффективной внепечной деазотации металлического расплава.

Научная новизна. на основе обобщения и обработки массива экспериментальных данных по нитридной емкости различных шлаковых смесей, получены аналитические зависимости, связывающие эту характеристику с составом шлака, используя два разных подхода: на базе оптической основности и путем введения специального параметра, позволяющего учитывать влияние каждого компонента шлакового расплава; впервые использована методика плавки металла во взвешенном состоянии для изучения равновесного распределения азота между металлической, шлаковой и газовой фазами, позволяющая определять нитридную емкость шлаков с достаточной степенью надежности; полнены новые результаты, характеризующие сорбционную способность титансодержащих шлаковых смесей по отношению к азоту, существенно расширяющие область составов рафинировочных шлаков, которые могут быть использованы для эффективной внепечной деазотации металлических расплавов.

Практическая значимость.

Результаты работы могут быть использованы при разработке технологических рекомендаций по внепечной комплексной обработке электростали шлаковыми смесями, с целью существенного снижения содержания азота и других вредных примесей.

В первой главе рассмотрены современные представления о сорбционных свойствах шлаковых расплавов по отношению к азоту, проанализировано влияние азота на качество стали и его поведение на различных стадиях внепечной обработки.

Вторая глава посвящена получению аналитических зависимостей связывающих нитридную емкость с составом рафинировочных шлаковых смесей, на основе обобщения и систематизации существующего материала по растворимости азота в различных шлаковых системах.

В третьей главе описана методика проведения эксперимента изучения растворимости азота в титансодержащих шлаковых расплавах, приведены опытные данные, на основании которых определены значения нитридной емкости данных шлаков в широком интервале компонентов. Кроме того, сделаны выводы о целесообразности использования изученных шлаковых смесей в реальных условиях внепечной обработки стали, для рафинирования металлического расплава как от азота, так и серы.

Работа выполнена на кафедре «Электрометаллургия стали и ферросплавов» Московского Государственного института стали и сплавов при содействии лаборатории №2 ИМЕТ им. A.A. Байкова РАН.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников, имеющего 90 наименований, и приложения. Всего работа содержит 100 страниц, 27 рисунков и 32 таблицы.

Результаты работы могут быть использованы при разработке технологических рекомендаций по комплексной обработке электростали, путем дополнительного рафинирования при внепечной обработке, например в установках типа «печь-ковш».

-873 АК ЛЮЧЕНИЕ.

В настоящей работе на основе обобщения, систематизации и обработки существующего материала по растворимости азота в шлаковых системах получен ряд аналитических зависимостей для прогнозирования влияния состава шлаковых смесей на их сорбционные свойства, с целью эффективной деазотации стали с учетом технологических, экономических и экологических аспектов такой обработки металла: выявлена зависимость нитридной емкости шлака от его оптической основности, где оптическая основность выступает как параметр, наиболее полно отражающий свойства шлаковой смеси. Рассчитаны значения теоретической оптической основности для ът02, №>20з и некоторых соединений РЗМ до настоящего времени отсутствующих в литературе; проведена оценка влияния каждого компонента шлаковой смеси на величину ее нитридной емкости, для чего рассчитаны специальные коэффициенты (Ь) - аналог параметров взаимодействия элементов в металлических расплавах; разработан алгоритм расчета глубокого комплексного рафинирования стали от вредных примесей на основе современных представлений о термодинамике и кинетике процессов внепечной обработки стали шлаковыми смесями.

Впервые для изучения распределения азота между металлом и шлаком применена плавка металла во взвешенном состоянии. Предложенные в работе составы шлаковых смесей (10% < ТЮх < 46% при СаО/ А^Оз = 1,25 и 0,6) являются новыми и до настоящего времени не рассматривались в качестве смесей используемых для деазотации и десульфурации стали. Полученные результаты подтверждают ранее сделанные выводы о благоприятном влиянии ТЮх на сорбционную способность шлаков по отношению к азоту, при этом увеличение ТЮх в шлаке свыше 20-30% мае. нецелесообразно, так как не приводит к значительному расширению сорбционных способности смеси. Все результаты подтверждают линейную тенденцию уменьшения с ростом оптической основности шлаков в интервале X от 0,62 до 0,84, а также удовлетворительно согласуются с результатами полученными в других работах, с учетом различия в методике проведения эксперимента.

Показано, что использование изученных шлаковых смесей обеспечивает одновременно высокую эффективность рафинирования стали не только от азота, но и серы. При этом существенное снижение содержания серы положительным образом сказывается на самом процессе деазотации. Сера, как и кислород, являясь сильным поверхностно активным элементом, блокирует границу раздела шлак-металл, чем сильно препятствует удалению азота в шлаковую фазу как при вакуумной обработке, так и при продувке газом. Используемые шлаки обладают хорошей абсорбционной способностью к включениям глинозема. Предложен комплексный механизм удаления азота, включающий экстракцию азота шлаковой фазой с высокой нитридной емкостью (Сы > 10"11) и удаление этого элемента в виде нитридов титана, которые образуются на шлаковых каплях гетерогенно.

Полученные результаты позволяют показать перспективность рафинирования стали титансодержащими шлаковыми смесями. Применение изученных шлаков может обеспечить степень рафинирования металлического расплава от азота до 40 % и удаления серы до 60%. Лучшие показатели, при прочих равных условиях, получены при использовании шлака СаО - 27%, АЬОз -45%, ТЮх - 28%.

1. Морозов А.Н. Водород и азот в стали,- М.: Металлургия. 1968.-283с.

2. Аверин В.В., Ревекин А.В., Федоренко В.М. Азот в металлах.-М.: Металлургия. 1976,- 224с.

3. Внепечное рафинирование и непрерывная разливка при производстве чистых сталей. // Новости черной металлургии за рубежом. 1995,- №2. С. 51-53.

4. Стали для газопроводных труб и фиттингов. // Труды конференции,- М.: Металлургия. 1985. 480с.

5. Производство высокопрочных марок стали для применения в условиях крайнего севера./ Антлингер К., Шимбек Р., и др.// Труды 4-го конгресса сталеплавильщиков,- Черметинформация,-1997,-С. 55-59.

6. Способы загрузки современных электродуговых печей./ Бургманн

7. B., Лурье В., Рот Ж.Л., Вюрт П. // Электрометаллургия,- 1999.-№3.1. C.17-22.

8. Поволоцкий Д.Я., Кудрин В.А., Вишкарев А.Ф. Внепечная обработка стали.-М.: МИСИС. 1995.-256 с.

9. Каблуковский А.Ф., Молчанов О.Е., Каблуковская М.А. Краткий справочник электросталевара.-М.: Металлургия. 1994.-352 с.

10. Choulet R.J., Masterson I.F. Secondary steelmaking in stainless steel refining. // Iron and Stellmaker.-1993. -v20.-№5 .-P. 45-54.

11. Рафинирование расплавов от азота при внепечной обработке в условиях ОЭМК. / Кочетов А.И., Кац Л.Н., Алеев Р.А. и др.// Электрометаллургия. -1998.-№1 .-С.29-33.

12. Розенцвейг Я.Д., Шведов Л.В., Венецкий С.И. Краткий справочник ферросплавщика,- М.: Металлургия. 1964. -344 с.

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

14. Новохатский И.А. Газы в оксидных расплавах.-М.: Металлургия. -231с.

15. Пономаренко А.Г. Вопросы термодинамики фаз переменного состава, имеющих коллективную электронную систему. I . Свободная энергия фаз. // Журн. Физ. Химии,- 1974. т.48,- №7,- С. 1668-1671.

16. Пономаренко А.Г. Вопросы термодинамики фаз переменного состава, имеющих коллективную электронную систему. III. Химические потенциалы и электронное строение фазы. // Журн. Физ. Химии,- 1974. т.48,-№8,- с. 1950-1953.

17. Пономаренко А.Г. Вопросы термодинамики фаз переменного состава, имеющих коллективную электронную систему. I V . Уровень Ферми в оксидных фазах. // Журн. Физ. Химии.- 1974. т.48,- №8,- с. 1954-1958.

18. Пономаренко А.Г. , Козлов Ю.Е. О некоторых особенностях массопереноса в оксидных фазах. // Изв. Вузов. Черная металлургия.-1975.-№5,-С.20-25.

19. Richardson F.D. Physikal Chemistry of Melts in Metallurgy.- New-York: Acad. Press, 1974.-574

20. Motocawa H., Sano N. Thermodynamic of phosphide and phosphate in СаО-А12Оз melt under strongly reducing conditions.// Trans. Iron and Steel Inst, of Japan.-1982.-V.22,- №>4.-P.8-87.

21. Utochkin Y.I., Pavlov A. V., Hocking M.G. Refining of steel to remov nitrogen using fluxes with high nitride capacities.// Iron and Stellmaker.-1996. -V23.-№1 .-P.40-45.

22. Мчедлишвили В.А. Термодинамика и кинетика раскисления стали.- М.: Металлургия. 1978.-288с.

23. Попель С.И., Сотников А.И., Боренков В.Н. Теория металлургических процессов. -М.: Металлургия. 1986. -462с.

24. Suito Н., Sakai Н. Nitride capasities in the CaO-base slags at 1873K//IJIS Inst.-1996.-V36.-№2.-P. 143-149.

25. Уточкин Ю.И. Дис. доктор, техн. наук.

26. Tomioka К., Suito Н. Thermodinamics of the Removal of nitrogen from steel using Titania-based fluxes.// Iron and Stellmaker.-1994.-№3.-P.83-89.

27. Tomioka K., Suito H. Nitride capasities in CaO-SiCh-AbCb melts. // Verlag Stahleisen mbH., Dusseldorf.-Steel research issue.-№l.-P.l-6.

28. Ito K., Fruehan R.J. Thermodynamics of Nitrogen in CaO-SiCh-AbCte slags and its reaction with Fe-C melts. // Metall. Trans.-1988.-V19B.-№6.-P.419-425.

29. Kozomo Т., Suito H. Thermodinamics of nitrogen in ВаО-АЬОз and Ba0-Si02-Ab03 melts. // Iron and Steelmaker.-1992.-V19.-№2.-P.145-151.

30. Sasagava M., Ozturk В., Fruehan Removal of nitrogen by Bao-TiCh based slags. // Iron and Stellmaker.-1990.-V17. Ш2.-Р.51-57.

31. Shimoo Т., Kimura H., Kawai M.// J. Japan Inst of Metals. -1971. V.35.-№12. P.l 103-1108.

32. Davies M.W., Meheraly S.G. The Equilibrium Solubility of Nitrogen in Aluminosilicate Melts. // Met. Trans.-1971.- V.2.- №9. P. 229-233.

33. Атлас шлаков / Пер. С немецк. Под ред. Куликова И.С.-М.:Металлургия. 1985. -208с.

34. Фройде Торстен: Исследование нитридной емкости оксидных иоксифторидных шлаков при контроле их окисленности методом

35. Э.Д.С.: Дис. канд. техн. наук. М. 1989.-111с.

36. Song H.S., Kim D.S., Min D.J. Solubility of nitrogen in CaO-SiOz-CaF2 slag system. //Phee P.C.H. Proc. 5th Int. Conf. Molten slags,fluxes and salts'97.-Sydney, Australia.-1997.-P.583-587.

37. Martinez E., Sano N. Nitrogen solubility in Ca0-CaF2-Si02 melts// Metall. Trans.-1990.-V21В.-№2.-P.105-109.

38. CHO S.W., Suito H. Thermodinamics of Oxigen and Nitrogen distribution liquid nickel equilibrated with CaO-TiCte and CaO-TiCte-АЬОз melts. //Metall. Trans.-1994.-V25B.-№2.-P.5-13.

39. CHO S.W., Suito H. Magnesium deoxidation and nitrogen distribution liquid nickel equilibrated with СаО-АЮз-MgO slags. //ISIJ International.-1994.-V34.-№9.-P.746-754.

40. Sommerville I.D., McLean A., Yang Y.D. The use and misuse of capasities in slags// Phee P.C.H. Proc. 5th Int. Conf. Molten slags,fluxes and salts'97.-Sydney.Australia.-1997.-P.375-383.

41. Островский О.И., Джонстон Р.Ф., Уточкин Ю.И. Расчет концентрации ионов «свободного» кислорода с использованием оптической основности шлаков// Изв. Вузов. Черная металлургия.-1995.-№1.-С.66-67.

42. Duffy J.A., Ingram MD. J Am Chem Soc.- 1971:12:6448-6454.

43. Duffy J.A., Ingram MD., Sommerville I.D. J Chem Soc Farad Trans 1978:74:1410-1419.

44. Yang Y-D., Edstrom J.O.//Effect of slag additives on the phosphrus and chromium disribuhions between CaO-CaF2 slags and Fe-Cr-C-P melts// Scandinsvian J. of Metallurgy.-1992.-V21.-P.202-210.

45. Nakamura Т., TJeda Y., Toguri J.//J. Japan Inst. Metals.-1986.-V50,-№5.-P.456-461.

46. Магидсон И.А., Смирнов H.A., Басов A.B. Сульфидная емкость и оптическая основность рафинировочных шлаковых расплавов// Изв. Вузов. Черная металлургия.-1996.-№7.-С.8-13.

47. Магидсон И.А. Расчет оптической основности CaF2 в шлаках// Изв. Вузов. Черная металлургия.-1990.-№5.-С.4-5.

48. Бацанов С.С. Экспериментальные основы структурной химии.-М.:Стандарт.-1986.-С.56-64.-9249. CHO S. Suito H. Alliuninum-oxygen Equilibrium in Liquid iron and capacityes in Ca0-Si02-Al203 slags //ISIJ International.-1994.-V34.-№2.-P.177-181.

49. Xu K.G. Jiang, Lin T.//Proc. 4th Int. Conferens on Molten slags and fluxes. Sendai ISIJ. -1992 P.221-226.

50. Song H.S., Kim D.S., Min D.J.// Proc. 5th Int. Conferens on Molten slags, fluxes and salts'97. Sydney.Australia. 1997,- P.583-587.

51. Гонгадзе Г.А., Мчедлишвили В.А. Исследование процесса зарождения окислов в жидком железе при раскислении Zr, Ti, Се. // Изв. АН СССР. Металлы.- 1976,- №2. -С. 22-28.

52. Гуревич Ю.Г. Образование неметаллических включений при раскислении железа Ti.// Изв. АН СССР. Металлы.-1975,- №3,- С. 48-52.

53. Morita Z., Kunisada К. Solubility of nitrogen and Equilibrium of Titanium Nitride Formation Reaction in Liquid Fe-Ti Alloys.// Trans. Iron and Steel Inst, of Japan. -1978.-V18. -№ 10, P. 648-654

54. Baliktay S., Honer K. Beitrag zur Desoxidation von Stahlgub. -Giessereifor Schung.- 1984,- bd.36.- №4,- P. 131-148.

55. Туркдоган E.T. Физическая химия высокотемпературных процессов. //Пер. С англ. -М.: Металлургия. 1985. -344с.

56. М.А. Штремель Проблемы металлургического качества стали// Металловедение и термическая обработка металлов. 1980.-№8 С. 3-40.

57. Fruehan R.J Challenges and Opportunities in the Steel Industry// Iron and Stellmaker. -1993. V 20.-№3.- P.59-64.

58. Михайлов Г.Г., Поволоцкий Д.Я. Термодинамика раскисления стали- М.: Металлургия,- 1993. 144 с.

59. Смирнов Н.А., Магидсон И.А., Разина М.Г. // Изв. Вузов. Черная металлургия.-1997.-№5 ,-с.З.

60. Жмойдин Г.И., Акбердин А. А., Киреева Г.М. Серопоглотительная способность и оптическая основность металлургических шлаков//Металлы.-1996.-№3.-с,3-11.

61. Физико-химические свойства элементов //Справочник под ред. Самсонова Г.В.-Киев.-Наукова думка.-1965.

62. Barmatz М., Overview of Containerless Processing Tehnologies//Materials Processing in the Reduced Gravity Environment of Space. Proc/ of the Material Research Society Annual Meeting

63. Boston /Edited by G.E. Rindone, New York etc. Elsevier Science, Publishing Company.-1982. P. 25-37

64. A.c. 460302 СССР., МКИ3 C21 C5/56 Способ плавки металлов и сплавов/В.Т. Бурцев, Ю.Д. Кузьмин. Заявлено 16.03.71. Опубликовано 07.08.1975, Бюл. №6

65. Патент 422004 Германия.О. Мук.Опубликован 30.10.1923.

66. Electromagnetic Levitetion of Solid and Molten Metals / E.C. Okress, D.M. Wroughton et al. //Jornal of Applied Physics.-1952.v.23.-№5.-P. 545-552.

67. Бурцев В.Т. Исследование дефосфорации расплавов Fe-C-P шлаками на основе оксидов, фторидов и хлоридов Ва, Ca, Al в слабоокислительной атмосфере// Изв. Академии наук «Металлы»,-1995.-№4.-1.-С.9-16.

68. Бурцев В.Т. Исследование дефосфорации расплавов Fe-C-P шлаками на основе оксидов, фторидов и хлоридов Ва, Ca, Al в слабоокислительной атмосфере// Изв. Академии наук «Металлы».-1995.-№4.-П.-С. 3-12.

69. Изучение механизма и кинетики испарения серы методом взвешенной капли /H.H. Дроздов, В.Т. Бурцев, С.И. Филиппов и др. //Изв. Вузов Черн. Металлургия.-1977.-№5.-С. 22-24

70. Глебовский В.Г., Бурцев В.Т. Плавка металлов и сплавов во взвешенном состоянии. М.: Металлургия. 1974,- 176с.

71. Свяжин А.Г. Исследование физико-химических свойств жидкого железа и сплавов железо-углерод с применением плавки железа во взвешенном состоянии (упругость пара, растворимость азота) Дис. канд. техн. наук.-М. 1966г.

72. Романович Д.А. Свяжин А.Г. Константа массопереноса и поверхностной реакции при насыщении и дегазации металлического расплава // Изв. Вузов Черная металлургия, -1986.-№3.-С.26-30

73. Bigot J., Cleimont R. Production of RM's by Lévitation melting//International Symposium on Production and use of Reference Material. Berlin.-1979. Proceedings.-1980.-P. 134-141.

74. ГОСТ 17745-96 Стали и сплавы. Методы определения газов.-М: Издательство стандартов. 1996.

75. Куликов И.С. Раскисление металлов. М.: Металлургия. 1975. С.504

76. Бигеев A.M. Металлургия стали. М.: Металлургия. 1977.-440с.

77. Sigworth G.Elliott J. The thermodynamics of liquid dilute iron alloys // Metals Sei. -1974.-V.8.-N9.-P.298.

78. Jeong-Do Seo, Seon-Hyo, Kwang Ro Lee. Thermodynamic assessment of the Al deoxidation reaction in liquid iron.//Steel Res. -1998.-V.69.-N2.-P.49.

79. Аверин В.В., Поляков А.Ю., Самарин A.M. Активность кислорода в жидком железе //Изв.АН СССР.ОТН,- 1955. -№3,-С.90.

80. Влияние окислительного потенциала на растворимость азота в шлаковых расплавах / Уточкин Ю.И., Павлов A.B. и др. // Изв. Вузов Черная металлургия. -1993.-№3.-С.10

81. Свяжин А.Г. Растворимость азота в жидком железе // Изв. АН СССР. Металлы. -1974.-№5,- С24.

82. Steelmaking Data Sourscebook. Revised Edition / N.Y. -1988. -P 325

83. Hiño M., Kitagawa S.,Ban-ya S. Sulphide Capacities of CaO- АЮз-MgO and CaO-SiOi-AbOs slags.//ISIJ. -1993,- V.33.- N1. -P36.

84. Сульфидная емкость шлаков, содержащих оксиды титана./ Чепмэн М., Островский О., Трэмэл Г., Джанхашахи С. //Электрометаллургия,- №3.- 2000.

85. Стомахин А.Я. К вопросу об оптимальном легировании стали нитридообразующими элементами. // Изв. Вузов. Черная металлургия. -1979.-№1.-С.47-51.

86. Оценка оптимальных концентраций нитридообразующих элементов в стали. /Котельников Г.И., Стомахин А.Я., Серьезнов В.И., Григорян В.А. // Изв. Вузов. Черная металлургия. -1979,-№1,- С.42-46.

87. Dim Slag(l To 10) As Integer

88. Dim Metal(l To 12) As Single, temperatura

89. Paramvzaim(10, 2) = -0.0281. Paramvzaim(l 1,2) = 0.063

90. FN = LGFN + Metal(I) * Paramvzaim(I,1) LGFS = LGFS + Metal(I) * Paramvzaim(I, 2) Next I

91. Dim Teoropt(l To 10) As Single Dim Molar(l To 10) As Integer Dim Anion(l To 10) As Integer Dim Zaryd(l To 10) As Integer Teoropt(l) = 1 Teoropt(2)= 1.08 Teoropt(3) = 0.66 Teoropt(4) = 0.92 Teoropt(5) = 0.65 Teoropt(6) = 0.47 Teoropt(7) = 0.65

92. Znam = Znam + Slag(I) / Molar(I) Next I1. For I = 1 To 10

93. XI(I) = (Slag(I) / Molar(I)) / Znam Next I Znaml = 01. For I = 1 To 10

94. Znaml = Znaml + (Zaryd(I) / 2) * Anion(I) * XI(I) Next I

95. Dim N1(1 To 10) As Single For I = 1 To 10

96. N1(1) = ((Zaryd(I) / 2) * Anion(I) * XI(I)) / Znaml Next I

97. Optosnslag = 0 For 1 = 1 To 10

98. Optosnslag = Optosnslag + N1(1) * Teoropt(I) Next ItxtSlagoptosn.Text = Optosnslag temperatura = CInt(txtTemp.Text)

99. K3 = 3 * ((117000 + 2.89 * temperatura) / (2.3 * 8.31 * temperatura))-64900 / temperatura + 20.63)1. RASK = Metal(9)1.AL = Logl 1(RASK)

100. P02 = (2 * (-LGK3 2 * LGAL)) / 31.OP = Logl O(Optosnslag)1. Slag(5) = 0 Then

101. CN = -3.027 12.16 * Optosnslag Else

102. CN = 9.087 27.67 * Optosnslag End If

103. CS = 43.6 * Optosnslag 25.2 + (22690 - 54640 * Optosnslag) / temperatura

104. Msl = CSng(txtMSlag.Text) Mmet = CSng(txtMMetal.Text) txtNitremk.Text = LGCN txtSulemk.Text = LGCS txtP02.Text = LGP02

105. GN = -(10500 + 20.37 * temperatura) / (2.3 * 8.31 * temperatura) GS = -72000 10.25 * temperatura

106. GLN = ((10 A LGCN) * (10 A LGFN) * (((10 A LGP02)) A (-3 / 4))) / (10 A GN)

107. LS = LGCS + GS / (2.3 * 8.31 * temperatura) 0.5 * LGP02 + LGFS RN = 100 * ((Msl / Mmet) * GLN) / (1 + ((Msl / Mmet) * GLN)) RS = 100 * ((Msl / Mmet) * (10 A LGLS)) / (1 + ((Msl / Mmet) * (10 A LGLS)))

108. RN1 = 100 * (1 2.72 A (-(Msl / Mmet) * GLN)) RSI = 100 * (1 - 2.72 A (-(Msl / Mmet) * (10 A LGLS)))1.LN = Logl2(GLN)txtLN.Text = LGLN txtLS.Text = LGLS txtStrS.Text = RS txtStrN.Text = RN txtStrSl .Text = RS1 txtStrNl .Text = RN1

109. Printer.NewPage Printer.EndDoc1. End Sub

110. Static Function LoglO(Optosnslag)1.glO = Log(Optosnslag) / Log(10#) End Function

111. Static Function Logl 1 (RASK)