автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Комплексная плазменная обработка при циркуляционном вакуумировании стали

КОШТ*ОДШыЙ ЭКЗЕМПЛЯР

Морозов Александр Прокопьевич

Комплексная плазменная обработка при циркуляционном вакуумировании стали

Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

Магнитогорск — 2003

Работа выполнена в Магнитогорском государственном техническом университете им. Г.И. Носова.

Научный руководитель кандидат технических наук,

доцент Агапитов Евгений Борисович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Торопов Евгений Васильевич кандидат технических наук, профессор Миляев Александр Федорович.

Ведущее предприятие ОАО «Носта», г. Новотроицк,

Защита состоится « 2?» мал _ 2003 года в У, на заседании диссертационного совета Д 212.111.01 при Магнитогорском государственном техническом университете им. Г.И. Носова по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, МГТУ, малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова.

Автореферат разослан « 40 »_ 2003 г.

¿<71

' I

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

' Актуальность работы. В настоящее время пользуются повышенным спросом качественные особонизкоуглеродистые марки сталей с нормируемым содержанием примесей. Для таких сталей имеется тенденция сосредоточения всех функций внепечной обработки в циркуляционных вакууматорах с окислительным обезуглероживанием, известным как КНО-процесс. Ограничивающим фактором являются высокие тепловые потери, возникающие при длительной вакуумной комплексной обработке. Поэтому приходится либо перегревать металл в сталеплавильном агрегате, либо компенсировать падение температуры. Обзор существующих способов нагрева стали в печах-ковшах и ЛН-установках показал их относительно низкую эффективность и возможность появления трудноудали-мых вторичных загрязнений. Поэтому для получения в 1Ш-установках качественных сталей необходим высокоинтенсивный и чистый источник энергии, позволяющий комплексно воздействовать на кинетику металлургических реакций. Анализ показал, что таким источником является плазменно-дуговой нагрев дугой постоянного тока с нерасходуемым электродом.

Цель работы - исследование комплексной обработки стали в циркуляционных вакууматорах с плазменным нагревом металла и реагентов путем проведения физического и математического моделирования.

Научная новизна. Получены следующие наиболее существенные новые научные результаты:

- разработаны условия для проведения исследований на физических моделях и перенесения результатов на реальные процессы нагрева и комплексной обработки, протекающие в промышленных ПН-установках;

- построена полуэмпирическая математическая модель теплового воздействия плазменной дуги на ванну металла в вакуум-камере 11Н-установки и на основе энергетического баланса определен эффективный диапазон удельных мощностей, необходимых для компенсации снижения температуры и нагрева стали;

- установлено, что плазменный нагрев металла и реагентов в вакуум-камере ЯН-установки снимает кинетические ограничения и однозначно интенсифицирует процессы обезуглероживания и десульфурации;

- впервые теоретически и экспериментально проведена оценка влияния плазменно-дугового нагрева в 1Ш-установке на процессы обезуглероживания, десульфурации и легирования, на примере введения редкоземельных металлов (РЗМ), восстановленных алюмотермией из оксидов.

Практическая ценность. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований предложены новые режимы внепечной обработки в циркуляционных вакууматорах с использованием плазменно-дугового нагрева металла и реагентов в вакуум-камере для получения особонизкоуглеродистых сталей с нормируемым содержанием примесей. Применение плазменно-дугового нагрева снижает нагрузку на конвертер, расширяет возможности КН-установок и позволяет проводить комплексную обработку качественных сталей без снижения их температуры перед разливкой.

Апробация работы. Основные положения работы изложены и обсуждены на Всероссийской научно-технической конференции «Энергетики и металлурги настоящему и будущему России» (Магнитогорск, 1998 г.); Российской межотраслевой конференции «Теплофизика - 2002» (Обнинск, 7,007 г); Междуцаро/шой

I РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ \

1 В£ЫБ II ЦЛТС1/1 I

научно-практической конференции «Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии» (Москва, 2002 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 2 монографии, 3 тезиса докладов, 1 депонированная рукопись, 1 научная статья, 4 изобретения, 1 полезная модель.

Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, 5 глав и заключения. Она содержит 168 с. машинописного текста, включающего 46 рисунков, 3 табл., список литературы из 167 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Анализ состояния вопроса по проблеме комплексной обработки стали в циркуляционных вакууматорах

В данной главе описаны основные особенности процесса циркуляционного вакуумирования в RH-установке классической схемы и пути ее развития: окислительное (RHO), инжекционное (RH-PB). Показано, что RH-способы обработки качественных сталей имеют значительные перспективы, вследствие многофункциональности, универсальности и наличия скрытых возможностей. Существенными недостатками комплексной RH-обработки особонизкоуглеродистых сталей с нормируемым содержанием примесей являются значительное снижение температуры металла (на 30-100 °С) в процессе вакуумирования и появления вторичных трудноудаляемых загрязнений при компенсации падения температуры. На основе анализа способов регулирования температуры стали на участке конвертер - кристаллизатор MHJI3 и известных способов нагрева стали в RII-установках сделан вывод о максимальной эффективности и чистоте плазменно-дугового нагрева дугой постоянного тока с нерасходуемым электродом. С учетом указанной цели в главе сформулированы следующие задачи проводимой работы:

- разработка физических моделей и модельных комплексов подобия для обеспечения адекватности моделирования;

- поиск путей повышения технологической и энергетической эффективности работы RH-установок с плазменно-дуговым нагревом металла и реагентов;

- математическое и физическое моделирование тепловых процессов, протекающих под действием плазменно-дуговой струи в ванне вакуум-камеры;

- теоретическое и экспериментальное исследование на RH-моделях комплексной плазменной обработки стали, включающей последовательное рафинирование стали на примере обезуглероживания и десульфурации, а также легирования на примере введения редкоземельных металлов (РЗМ), восстановленных алюмотер-мией из оксидов.

2. Условия моделирования, описание экспериментальных установок и организация проведения экспериментов

Для решения поставленных в работе задач в МП У разработана RH-установка для производства низкоуглеродистых сталей, включающая плазменно-дуговую фурму, установленную на своде или боковой стенке вакуум-камеры, позволяющую производить нагрев и комплексную обработку стали. Согласно принятой международной классификации RH-способов обработки данная система может быть обозначена как RH-Plasma Arc Processing или RH-PAP.

В связи со сложностями проведения полномасштабных исследований на натурном образце, рассчитанном на обработку 350-тонной плавки, определяющие процессы изучались на «горячей» модели (рис. 1, а), выполненной с соблюдением I условий геометрического подобия основных размеров в масштабе 1:13,5. Высоты

всасывающего и сливного патрубков принимались по ферростатическому давлению, соответствующему минимальному разрежению в вакуум-камере на уровне 133 Па. Физическое подобие на модели соблюдалось при использовании натур-< ных сталей, газов, шлаков и реагентов. Динамическое подобие обеспечивалось

равенством критериев Архимеда (Аг), Фруда (Fr), Маха (М) и гомохронности (Но), отражающих процессы перемешивания, дутьевой режим продувки и циркуляцию металла:

Аг = pjV* l(pcmgl) = idem; М -WJ a- idem;

75

Но = WrTn /1 = idem; i> = -f = idem ■ (1)

*r

Определение параметров и устойчивости плазменной дуги, а также структуры струй газов в вакууме, проводилось на вакуумно-плазменно-газодинамическом стенде (рис. 1, б).

а б

Рис. 1. Общий вид «горячей» модели 1Ш-установки (а) и вакуумно-плазменно-газодинамического стенда (б): 1 - вакуум-камера; 2 -плазменно-дуговая фурма; 3, 4 - всасывающий и сливной патрубки

Исследование теплового состояния ЛН-модели, изучение скоростей циркуляции и макрокинетики процессов комплексной обработки проводились на экспериментальной установке (рис. 2), выполненной на базе индукционной тигельной печи ИСТ-0,5 и включающей системы газо- и энергоснабжения, вакуу-мирования, контроля и измерения. Забор проб стали закрытой пробницей с обду-

вом, а также замер температур и активностей стали зондом типа ТСО осуществлялись в тигле под сливным патрубком.

В связи с трудностями изучения процессов непосредственно в вакуум-камере КН-модели, определение распределения температур на поверхности металла в пятне плазменной дуги и микрокинетики процессов рафинирования и легирования производилось на вакуумно-плазменно-индукционной установке (рис. 3), далее называемой микромодель и разработанной совместно с ИМЕТ УрО АН России. Микромодель была организована на базе высокочастотной индукционной печи типа ВЧИ-11-60/1,76. Ввод транспортирующего газа в первом приближении моделировался подачей аргона через пористую пробку, смещенную относительно оси тигля. Отбор проб металла и шлака осуществлялся в конце фиксированного времени обработки, путем слива в кристаллизатор и скачивания в шлакосборник при наклоне тигля. В составе модельных установок использовались конструкции плазменно-дуговых фурм (рис. 4), содержащих в режиме прямой полярности дуги полый термокатод из вольфрама и сопла Лаваля для подачи кислорода, а в режиме обратной полярности использовался полый водоохлаж-даемый анод.

Рис. 2. Схема экспериментальной установки для исследования процесса КН-обработки с плазменным нагревом: 1 - индукционная печь; 2 — тигель; 3 -индуктор; 4 - источник питания индуктора; 5 - вакуум-камера; 6 - всасывающий патрубок; 7 - сливной патрубок; 8 - сопла для ввода транспортирующего газа; 9 - патрубок для ввода кусковых материалов; 10 - плазменная фурма; 11 - подовый пластинчатый электрод; 12 - подвижное вакуумное уплотнение; 13 - вакуумпровод; 14 - фильтр; 15 - охладитель; 16 — вакуум-насос; 17 — источник питания плазменной дуги; 18 — баллоны с газом; 19 — бак с водой; 20 - водяные насосы; 21 - диафрагмы с дифманометрами; 22 - термопары; 23 - потенциометры; 24 — ротаметр; 25 - питатель порошкообразных материалов; 26 - тензометри-ческий датчик; 27 - тензометрический мост; 28 - электрохимический зонд; 29 - измеритель ТСО-1; 30 - расходомер газа; 31 - газоанализатор; 32 — счетчики электроэнергии

Рис. 3. Схема вакуумно-плазменно-индукционной установки или микромодели: 1 - вакуумная камера; 2 -крышка; 3 - плазменная фурма; 4 -узел загрузки материалов; 5 - окно для визуального наблюдения; 6 - тигель; 7 - индуктор; 8 - пористая пробка; 9 -подовый электрод; 10 - устройство для скачивания шлака; 11 - ковш для сбора шлака; 12 - кристаллизатор; ВН - вакуум-насос

. - п* в 4 йЬбЫЬЬ ог а

Рис. 4. Конструкция плазма шо-дуговой фурмы: 1 - полый термокагод; 2 - кислородная фурма; 3 - кислородные сопла; 4 — изолятор

Для измерения массы вакуум-камеры в процессе обработки использовались тензовесы. Анализ состава отходящих газов производился газоанализатором типа ГХП-ЗМ. Определение химического состава проб стали и шлака осуществлялось на спектрометре БУ-4 фирмы «Бэрд», по ГОСТ 18859-97.

3. Исследование теплофизических процессов в ПН-установке с плазменным нагревом

В данной главе предложен и изучен комплекс мероприятий, обеспечивающих технологическую и энергетическую эффективность работы КН-усгановок с плазменно-дуговым нагревом в экстремальных условиях вакуум-камеры: выбор схемы циркуляции со снижением интенсивности брызгообразова-ния, затрудняющего работу верхних продувочных фурм; подбор источника питания и повышение стабильности горения плазменной дуги, предотвращения ее перехода в тлеющий разряд и аварийный режим бокового горения дуги.

Скорость циркуляции металла (2,г являющаяся основным технологическим

показателем, определяющим эффективность БШ-обработки, находилась расчетным путем и экспериментально. Для уменьшения интенсивности брызгоуноса в работе предложено организовать тангенциальный ввод газометаллической смеси из всасывающего патрубка под уровень металла в вакуум-камере (рис. 5, а).

Расчетная скорость циркуляции определялась с учетом уравнения Т. Ку-вабара, уравнений материального и энергетического баланса для идеального металл-газлифта, а также давления Рг по вертикальной координате:

11/3 .4/Зп

=ю1'Ч%т{щра1Рвк)Г -МслКлл12АР/рс„, =

вс 1

рвк рг +8{Н + к)

(2)

где ¿яг ~ диаметры патрубков; цй и - коэффициенты истечения стали в патрубках; Г-температура стали.

гоо

150

Щ

V

1

/ 9

о-7 «-в

б

0,06

Рис. 5. Расчетная схема ЯП-установки (а) и обобщенная зависимость массовой скорости циркуляции (),, от комплекса Ог а пт (Ъ\РХ1Р2) (б):

1 — всасывающий патрубок; 2 - узел ввода транспортирующего газа; 3 -сливной патрубок; 4 - вакуум-камера; 5 - расчетная зависимость; 6 - по экспериментальным данным; способ ввода газометаллической смеси в вакуум-камере: 7 - вертикальный; 8 - тангенциальный

Экспериментальная скорость циркуляции определялась на «горячей» модели с вводом индикатора - меди в вакуум-камеру и замером ее концентрации [С]ск в тигле под сливным патрубком. При допущении полного перемешивания материальный баланс выражался уравнениями:

Мст(с1[С)ск/й?г) = ОДС]й„-[с))ск; Мвм\с\к/с1т) = дч([С]ск-[С])вк-, (3)

при совместном решении которых, относительно неизвестной [С]вк, получалось расчетное выражение:

е, =0,5Мсг{1-|[С]СК-(/{С]ск.о)} + (0,5Мвк/[с1сгг.ох (4)

ж ^{{Ма. ШвМС\ст.а +[С]сю))2 -№*„ /МВК)[С]С((.0([С]ОТ.0 +[С]ск, + [С]ск,„)]).

Полученная обобщенная зависимость скорости циркуляции (рис. 5, б) для «Горячей» модели показывает, что расчетные, экспериментальные и промышлен-

ные значения О,, совпадают и для дальнейшего моделирования рекомендована кратность циркуляции к (2), равная 4-4,5; тангенциальный ввод газометаллической смеси не приводит к снижению Q,,.

С целью определения теплофизических характеристик плазменно-дугового нагрева в вакууме снимались вольтамперные характеристики (ВАХ) при токах дуги до 6 кА и проводилось калориметрирование охлаждаемых элементов фурмы и противоэлектрода. ВАХ дуги апроксимировались уравнением:

Ud=TU5+k/(DJdId); (5)

где Uо, /,> 1д — напряжение, ток и длина дуги; £[/э - сумма катодного и анодного падения напряжения; к - коэффициент, зависящий от марки стали (для особонизкоуглеродистых сталей к= 2' 10\

Обнаружено, что отношение мощности, выделяющейся на катоде к полной мощности на дуге PJP^consty т.е. скорость нагрева данной стали пропорциональна току дуги. Получены значения к.п.д. нагрева металла в диапазоне 75-85 %, без учета термических эффектов окисления металла и углерода, а также переизлучения тепла от стенок вакуум-камеры. В связи с линейностью ВАХ измеренные значения можно с достаточной степенью точности экстраполировать на токи дуги до 10-60 кА.

Методами пирометрии и фотосъемки со специальными светофильтрами в микромодели исследовано распределение температур в зоне пятна дуги на стали с содержанием углерода 0,1 %. В целом, распределение температур апроксимиру-ется функцией Гаусса и, в зависимости от тока дуги, подачи транспортирующего газа и кислорода, абсолютные значения температур достигают 2000-3250 °С. Для определения поля температур на поверхности перемещающейся ванны расплава в вакуум-камере при нагреве неподвижной дугой, мощность q которой в пределах пятна нагрева радиуса г распределена по гауссовской кривой, использовалось уравнение:

Т(х,у,г,т) = [2qlcY{AK c)3/2]exp(-Kx/2a)fo/r /4r (г + r0)]-exp{(-z2 Hat)- (6)

о

, _ VI ГТflf

—[г /4а(г+ г0)]-[К (г+ г0)/4а]};

где с, У, а - теплоемкость, удельный вес и температуропроводность расплава; V- скорость перемещения расплава.

Для определения распределения температур по глубине движущейся ванны с постоянной эпюрой скоростей использовалось уравнение нестационарной теплопроводности:

~д2Т д2Т д2Т~

дТ 2 — = а дт

дх2'+ ду2 + dz2

(7)

при краевых условиях;

: Т

Ы — Л у=Ь — Т

z=d '

AT) = fU= На ехр[-*(х2 + у2)]- \cnG -аГ4}-,

при начальных условиях: Т(х, у, г, т=0)=Т0\ где к — 7€ _/// - коэффициент сосредоточенности тепла с температурой Т; Х„с„, С - удельная теплота и скорость испарения металла; I,j — сила и плотность тока.

На основе расчетов по уравнениям (7) и (8) получено, что распределение температур на поверхности ванны имеет вытянутую в сторону движения металла эллиптическую форму, причем ширина изотермы с перегревом металла выше 2000 °С не превышает 1/10 диаметра ванны, а глубина изотермы перегрева 1800 °С, при кратности циркуляции равной 4, не более 25-50 % от высоты ванны.

Таким образом, использование плазменно-дуговой фурмы в 1Ш-установке позволяет осуществить высокоинтенсивный локальный нагрев с быстрым усреднением температур при циркуляции металла.

Разработана математическая модель энергетического баланса ¡Ш-РАР-установки, включающая систему уравнений (8), определяющих изменение внутренней энергии элементов Д и, энтальпий входных и выходных потоков Н, тепловых потерь через ограждения Q,юm, и активной мощности плазменной дуги Р:

¡(втт +ругт = и„-ии + }(#_-яи)с/г; д2и--(1 ^ди>

и -и = А17

1.' ^ и /»1

+ Д и +Д и,+Аи

дх2

+ АЦ.

V 8т

тп

+ д£/ +дгу„.

АС/^^ОД-Г,);

Нвых - Нв

1=1

Для оценки эффективности нагрева вводился коэффициент использованной энергии: £ = [ДС/ст /(Рт)\ • 100% . (9)

Результаты расчета энергетического баланса для 350-тонной ГШ-РАР-усгановки показьюают (рис. 6, а), что коэффициент ¿"достигает 60-80 % при удельном расходе электроэнергии 20-50 (кВт' ч)/т стали, что в среднем в 1,5 раза эффективнее, чем в печах-ковшах по технологии УАО.

кЬ -ч/т

Л>,г,«Ьтч/т

Рис. 6. Изменение удельной внутренней энергии А\]а„ и температуры стали Тш от подводимой удельной энергии Ыу1) (а) и зависимость мощности трансформатора Итр от массы стали Мст (б) при £ %: 1 - 20; 2 - 30; 3 - 40; 4 - 50; 5 - 100; 6, 8 - для печи-ковша; 7 - для «горячей» модели; 9 - расчет по балансовой модели (скорость нагрева ¡¥„=3 град/мин)

Пересчет на установочную мощность трансформатора для 350-тонной установки позволяет рекомендовать (рис. 6, б) мощность на уровне 15 МВт, что соответствует согласно линейной ВАХ току дуги в 55 кА при напряжении 270 В.

В исследованном на «горячей» модели диапазоне удельных расходов от 20 до 120 (кВт ' ч)/т возможна реализация скорости нагрева стали от 1 до 9 град/мин.

4. Моделирование комплексного рафинирования стали в RH-установке с плазменным нагревом

Анализ компонентов тока вакуумной дуги и практика плазменной металлургии показали, что при нагреве плазменной дугой возможно протекание электронно- и ионностимулированных реакций в неравновесных условиях с ускорением кинетики процессов. Для получения чистых сталей использовалась комплексная обработка рафинированием, включающая обезуглероживание и, после раскисления, десульфурацию.

Исследование обезуглероживания проводилось на микромодели (рис. 3), моделирующей в первом приближении условия в вакуум-камере. В качестве исходной стали использовался полупродукт после конвертерной плавки для получения стали марки 08Ю и сталь марки 08Ю, полученная RH-способом. Изменение содержания углерода при моделировании различных схем RH-процессов показали, что скорость снижения концентрации углерода при плазменном нагреве в 1,5-2,0 раза выше, чем без нагрева. Константы скорости обезуглероживания kç (мин-1) достигали: для RH-процесса - 0,15-0,21; для RHO - 0,25-0,30; для RHO-РАР-0,35-0,55.

Полученные кинетические параметры использовались в математической модели обезуглероживания, разработанной на основе работ В.И. Явойского, Д.Я. Поволоцкого, А.М. Бигеева, В.А. Синельникова и учитывающей основные реакции, сопровождающие процесс и условия их равновесия, а также баланс и текущие концентрации для RH-процесса:

MdC = CpQxdT-cQxdr или dC/dr + Qxc/M = CpQx IM\

Баланс и изменения концентраций для RHO-процесса:

Мск (d[C]CK / dr) = Q4 ([С]вк - [С]ск ) ; Мвк (d[C]BK / dt) = Q4 ([C]œ - [С]вк ) - рстак ([С]ж - [С]л ) ;

Мск (d[0]CK / dt) = Q4 твк - lO]CK ) ;

Д[С] - 0,33q0i {[CL, - (Рсо/Ксо[0]тек. 10+ (11}

+ 0,371 • 10-3Q^Fe0)m-(PC0/KC0[0]mlK • Ю"°'22[С],„„)};

Д[0] = 0,245^{1 -3,076[[Cj_ - (Рт 'Kco[0}mJ^[C]meK)]}^.

х КЛо -ÍO]„eK + 0,275 • 10"3 (FeO)][aMKFeQ-[0]тек]

Изменение температуры расплава (град/мин): Д/ = 108Д[С] - 1,91ДFeO 4 -Vn + Д/м; Д= UJrjt 1СстМст .(12)

Константу скорости и объемный коэффициент обезуглероживания: К = (в„ !Мст){ак ![<2Ц /420) +а,]} = !Мст)рстак !{Qt¡ + рстак); (13)

я, = « ^[Сйл^пмюкз/Р^)}" ^вк>

где а, у, k, I, т, п - опытные константы (для RH-PАР-обработки: а = 2,21 ■ 10-7 ;j=0,76; ¿=1,76; /=0,75; w=0,67; и=1,0).

Для оценки влияния плазменного нагрева на параметры RH-обезуглероживания проводился расчет по уравнениям (10)—(13) для 350-тонной RH-установки при исходной концентращш в стали углерода 0,05 %. Анализ расчетных параметров и стадий обезуглероживания показал (рис. 7, а), что влияние плазменного нагрева максимально на стадиях поверхностного и внутреннего механизма, за счет более высоких температур на межфазной поверхности. Результаты расчетов для традиционной RH-обработки удовлетворительно коррелируют с данными для промышленных вакууматоров.

в,m

в/Я 0,02 0J<

\А t 1 .6

1 • i •

1

г\ Л

Qr bai

S iO

4 [C]„-fflf%

Рис. 7. Расчетные изменения концентрации [С] (а) и экспериментальные скорости обезуглероживания Vc при различных начальных содержаниях углерода [С]„: А - первая стадия; Б - вторая стадия; способы обработки: 1 - RH; 2, 6 - RH-PAP; 3 - RHO; 4 - RHO-PAP; 5 - по данным Г. Кнюп-пеля

С целью обоснования адекватности показателей микрокинетики процесса обезуглероживания, полученных в первом приближении на микромодели и теоретических предпосылок, заложенных в математической модели [уравнения (10)—(13)3 проводились исследования на «горячей» модели. Определялось влияние четырех способов обработки на скорость обезуглероживания Vc при различных начальных содержаниях углерода. Полученные зависимости (рис. 7, б) коррелируют с данными других авторов по RH и RHO-способам и подтверждают увеличение Vc при организации плазменного нагрева. Зависимости Vc от температуры стали Тст под сливным патрубком аппроксимировались уравнениями регрессии: для RH-PAP: ус = 16 • 10"4 + 0,47 • 10'5(Тст -1600) + 0,98 ■ 10~9(Тст -1600)2 ;

для 1Щ0-РАР: ус =19-10"4 + 0,95 • 10"5(Гет -1600) +1,51-10^ (Тсп -1600)2; (14) при средних корреляционных отношениях г=0,25 и достоверностях ¿/=3,45. При повышении температуры стали с 1600 до 1900 °С скорость обезуглероживания увеличивается в 1,5-2,0 раза, без значительного переокисления металла.

8 6

2

а б

Рис. 8. Изменение предельных содержаний углерода в стали [С] за время т циркуляционного обезуглероживания (а) и области оптимальной работы конвертера с верхней продувкой кислородом, с учетом конечного содержания углерода в конвертере [С]„с и изменения температуры стали на выходе из конвертера ЛТ^ (б) для способов обработки: 1 - ПН; 2 - 1Ш-0; КНО-РАР; 4, 5,6 - содержание кислорода в стали в конце процесса обезуглероживания на ПН-установках, соответственно (в %): 0,04; 0,06; 0,08

Для уточнения энергетического баланса ПН-установки [уравнения (8)] в процессе обезуглероживания, на основе определения состава отходящих газов и замеров скорости изменения температур стали за время различных способов ПН-обработки, дополнительно учитывалось наличие области рециркуляции и дожигания газов, а также косвенное и прямое переотражение излучения дуги на сталь. Анализ предельных содержаний углерода в начале различных способов ЛН-обезуглероживания (рис. 8, а) и областей оптимальной работы конвертера (рис. 8, б) показывает, что плазменный нагрев стали в вакуум-камере позволяет сдвинуть зону ПН-обработки в область более высоких конечных содержаний углерода и более низких конечных температур стали в конвертере без ее переокисления в конце НН-РАР обезуглероживания.

Ценной альтернативой использованию кислорода при обезуглероживании может явится вдувание порошкообразных оксидов железа, нагретых в плазменной дуге. Расчетное и экспериментальное сравнение изменения содержания углерода за время ННО-РАР и инжекционного НН-РАР обезуглероживания и общего содержания оксидов железа в шлаке показало, что при продувке порошком скорость обезуглероживания в 1,2 раза выше, а общее содержание оксидов железа на 20 % меньше, чем при продувке кислородом. При этом нагретые частицы являются центрами зародышеобразования, увеличивают межфазную поверхность и ускоряют процесс на стадии внутреннего обезуглероживания.

Исследование процесса плазменно-инжекционной десульфурации стали при НН-РАР обработке проводилось аналитически и экспериментально. Математическая модель процесса десульфурации, разработанная на основе работ И.И. Борнацкого, М.Ф. Сидоренко и японских исследователей включала основные уравнения реакций и

условия их равновесия, а также два вида кинетических уравнений обменной реакции между металлом и шлаком: первое (а) - для квазистационарного состояния ванны, когда наблюдается равенство расходов шлака и металла во всасывающем и сливном патрубках и второе (б) - в отношении кажущегося содержания серы в сталь-ковше, через константу скорости кц и объемный коэффициент реакции де-сульфурации аК:

а) дтРмум)1дт=Шшс - А, ал и - ]) - ьтмсл;

д№ряУя)/дт = Ройшвс - РшРшР([8р] -[5])-[ЗШшсл;

(5,) = (15)

_ Р*Уш ; п=Г/Ум; к=£>,/рУ; 0шс=<2мсл: 0,щвк=0.шаь ш у

(16)

дт 1« , МСК(ак+Яц)

В качестве определяющего параметра в модели принят коэффициент объемной десульфурации аК=0,07-0,1 м3/мин, определяемый экстраполяцией данных, полученных при обобщении промышленных плавок в зависимости от энергии перемешивания и относительного времени цикла циркуляции 2/А/сл==0,2-0,5 с учетом температуры стали. Поэтому предполагалось, что плазменный нагрев снимает кинетические ограничения, связанные с химическими реакциями и лимитирующей стадией является зона циркуляции.

Расчет проводился по уравнениям (15)—(16) для 350-тонной плавки, и полученные результаты позволили сделать следующие выводы: наблюдается удовлетворительная сходимость расчета по двум, принятым в модели, кинетическим уравнениям; повышение температуры стали под сливным патрубком с 1600 до 1900 °С способствует повышению коэффициента распределения серы между металлом и шлаком в 2-2,5 раза, константа скорости десульфурации возрастает в 2 раза, а степень десульфурации с 60 до 90 % (рис. 9, а).

Для проверки адекватности разработанной математической модели процесса десульфурации проводились экспериментальные исследования на «горячей» модели с различными вариантами ввода флюса. Анализ изменения содержания серы в стали (рис. 9, б) показал, что по сравнению с единовременной загрузкой флюса на зеркало в вакуум-камере, инжектирование флюса через полый электрод в плазменную дугу обеспечивает максимальную скорость десульфурации. Причем участки активной реакции десульфурации на кривых имеют почти линейный характер, поэтому подтверждается априори принятое в математиче-

ской модели допущение о представлении изменения содержания серы в стали во времени уравнением первого порядка в отношении кажущегося содержания серы.

Щ4

20

10 £ 4

/

V А у

/*г ✓

/Ъ

в го 40 во

3

■

2-д. 3-о

т 200

8 10 Т.

б

Рис. 9. Расчетная зависимость между исходным [8]0 и конечным [Б]* содержанием серы при различной температуре стали (а) и экспериментальные изменения содержания серы [Б] за время т различных способов 11Н-обработки (б): степень десульфурации (в %): 1 - 60 (1600 °С); 2-80 (1750 °С); 3-90 (1900 °С); 4 - по данным X. Мицуно; 5 - без подачи флюса; 6 - засыпка флюса на зеркало; 7 - инжектирование флюса через боковую стенку; 8 - инжектирование флюса в плазменную дугу; флюс системы СаО (20 %) - СаР2 с расходом 0,2 кг/мин

Кроме температурного фактора исследовалось электрохимическое действие плазменной дуги на процесс десульфурации. Анализ возможных электрости-мулированных реакций показал предпочтительность реакций десульфурации в режиме обратной полярности дуги.

Для проверки гипотетической возможности электролитического действия плазменной дуги на микромодели исследовалась десульфурация при использовании шлака системы СаО-СоР2, в режиме прямой и обратной полярности. Полученные данные дают основание утверждать, что в режиме обратной полярности степень десульфурации увеличивается на 20-30 %, а коэффициент распределения серы между металлом и шлаком - в 1,5-2,0 раза, что подтверждает электрохимическое действие дуги и возможность достижения более глубокой десульфурации.

5. Исследование процесса обработки стали редкоземельными металлами, восстановленными из оксидов в условиях ЯН-обработки с плазменным нагревом

На заключительном этапе комплексной обработки изучалось легирование стали в ПН-установке с помощью РЗМ, восстановленных алюмотермией из оксидов с плазменным нагревом. Для обоснования принципиальной возможности такого процесса проводились термодинамические расчеты с использованием программы «АСТРА» в равновесных условиях, соответствующих температуре и давлению дуги, горящей в вакуум-камере, на примере восстановления оксида неодима. Определен оптимальный диапазон мольных соотношений оксида и восстановителя - Ш203+10А1 и уровень температур 2400-2750 К, обеспечивающих степень извлечения неодима в металлическую фазу (85-95) %. Для определения реального извлечения неодима проводились эксперименты на микромодели (рис.

г

3) с мощностями дуги, рассчитанными из теплового баланса. Полученные степени извлечения неодима близки к равновесным и максимальные значения достигают (80-90) %.

Для определения степени усвоения РЗМ проводилась обработка на «горячей» модели стали 08Ю после вакуумирования и раскисления алюминием. Присадка 0,1 % РЗМ осуществлялась в двух вариантах: единовременной загрузкой мишметалла на зеркало в вакуум-камере и введением алюмооксидной смеси в виде прессованного штабика через полый электрод плазменно-дуговой фурмы. Степень усвоения РЗМ при плазменно-алюмотермическом восстановлении достигает 70-80 %, а при введении на зеркало не превышает 50 %.

Таким образом, предлагаемая методика введения РЗМ в RH-установке с плазменным алюмотермическим восстановлением оксидов позволяет использовать более дешевое сырье и достичь более высоких степеней усвоения РЗМ и повысить рафинирующий эффект.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основании теории подобия и размерности разработаны физические модели, получены масштабы преобразования и модельные комплексы подобия для перехода от 350-тонной RH-установки к исследованиям на «горячей» модели, а также перенесение полученных результатов моделирования на реальные установки.

2. Разработан и исследован комплекс мероприятий по повышению технологической и энергетической эффективности работы RH-установок с плазменно-дуговым нагревом: выбрана схема циркуляции с тангенциальным вводом газометаллической смеси из всасывающего патрубка под уровень металла в вакуум-камере, с целью снижения брызгоуноса; разработаны конструкции плазменно-дуговых фурм, обеспечивающие стабильное горение дуги и эффективный дутьевой режим.

3. Проведено физическое и математическое моделирование тепловых процессов, протекающих под действием плазменной дуги в ванне вакуум-камеры. Экспериментально установлено, что распределение температур на поверхности ванны описывается функцией Гаусса, зависит от тока дуги, подачи транспортирующего газа и кислорода и их максимальные значения достигают 3000-3250 °С. На основе математического моделирования установлено, что по глубине ванны наблюдается локальный нагрев с быстрым усреднением температур при циркуляции металла. Разработана математическая модель для расчета материального и энергетического баланса RH-усгановки с плазменным нагревом. Установлено, что для 350-тонной RH-установки необходимая для компенсации снижения температуры и нагрева I стали со скоростью 1—9 К/мин электрическая мощность составляет 10-15 МВт при удельном расходе 20-120 (кВт- ч)/т и коэффициенте использования электроэнергии

60-80 %, что в среднем в 1,5 раза эффективнее, чем при нагреве в печах-ковшах по технологии VAD.

4. Экспериментально исследована на микромодели кинетика процесса обезуглероживания стали с плазменным нагревом, моделирующая в первом приближе- d нии условия в вакуум-камере. Установлено, что скорость обезуглероживания с плазменным нагревом повышается по сравнению с традиционными RH и RHO-процессами и константы скорости обезуглероживания достигают 0,4—0,5 мин Разработана математическая модель процесса обезуглероживания стали в RH-

установке с плазменным нагревом, учитывающая комплексное влияние различных технологических факторов и позволяющая определять изменение температуры и содержания углерода в стали в процессе обработки. Установлено, что повышение скорости обезуглероживания на начальном и конечном этапах обработки происходит за счет организации плазменного нагрева металла и вдувания на его поверхность активного газа с перемешиванием поверхностного слоя ванны.

5. Адекватность математической модели процесса обезуглероживания проверена экспериментально на «горячей» модели 1Ш-РАР установки с получением уравнений, характеризующих повышение скорости обезуглероживания в зависимости от температуры стали под сливным патрубком. Исследовано изменение скорости обезуглероживания при вакуумном, окислительном и плазменном обезуглероживании в диапазоне начальных концентраций углерода 0,02-0,05 %. Наиболее низкие конечные концентрации углерода (менее 0,003 %) достигаются при плазменном нагреве. Установлено, что плазменный нагрев в КН-установке позволяет сдвигать зону оптимальной обработки в область более высоких конечных содержаний углерода (до 0,1-0,12% С) и более низких температур (на 10—30 С) стали на выходе из конвертера при получении особонизкоуглероди-стых сталей. Экспериментально доказано, что вдувание порошкообразных оксидов железа совместно с плазменным нагревом является ценной альтернативой вдуванию кислорода, при условии низких исходных содержаний углерода (менее 0,05 % С) и температур стали.

6. Разработана математическая модель процесса десульфурации стали в КН-РАР-установках, позволяющая определять изменение содержания серы в металле в процессе циркуляционного вакуумирования, с учетом комплексного влияния температурного фактора и различных технологических параметров. Установлено, что с ростом температуры с 1600 до 1900 °С константа скорости десульфурации увеличивается в 2-2,5 раза, с возможностью получения особонизкосернистых сталей с содержанием серы менее 0,001 %. Адекватность математической модели процесса десульфурации проверена экспериментально на «горячей» модели 1Ш-РАР-установки. Определено, что инжеетирование флюса в плазменную дугу, горящую на поверхности стали в вакуум-камере, повышает скорость десульфурации, по сравнению с единовременной загрузкой флюса, и позволяет получать стали с содержанием 0,0003-0,0005 % Б.

7. Доказана возможность интенсификации процесса десульфурации стали при электрохимическом действии плазменной дуги в режиме обратной полярности. Установлено, что, за счет электростимулированного перехода серы в газовую фазу, происходит увеличение степени десульфурации на 20-25 %.

8. Реализован и исследован процесс обработки стали редкоземельными металлами, восстановленными из оксидов, в условиях КН-обработки на «горячей» модели с плазменным нагревом. Проведение данного процесса позволит использовать более дешевое сырье и повысить степень усвоения РЗМ до 75-85 %.

Основное содержание диссертации достаточно полно опубликовано в следующих работах:

1. Семкин И.Г., Коптев А.П., Морозов А.П. Внепечная плазменная металлургия. Монография. Магнитогорск: МГТУ, 2000.490 с.

2. Морозов А.П., Агапитов Е.Б. Совершенствование комплексной обработки стали в циркуляционных вакууматорах: Монография. Магнитогорск: МГТУ, 2002. 73 с.

3. Коптев А.П., Морозов А.П. Итоги инновационной деятельности в области плазменных технологий // Теплотехника и теплоэнергетика в металлургии: Сб. науч. тр. Магнитогорск: МГТУ, 1999. С. 124.

4. Морозов А.П., Агапитов Е.Б. Внепечная плазменная обработка металлических расплавов. М., Деп. в ВИНИТИ, № 1468.

5. Агапитов Е.Б., Морозов А.П. Плазменно-джоулевый нагрев шлакоме-таллического расплава при внепечной обработке стали // Тепломассоперенос и свойства жидких металлов: Материалы Российской межотраслевой конференции «Теплофизика - 2002», Т. 1. Тез. докл. Обнинск, 29-31 октября 2002. Обнинск: ГНЦ РФ ФЭИ, 2002. С.212—213.

6. Агапитов Е.Б., Морозов А.П. Применение плазменного подогрева как % энергосберегающей технологии для процесса циркуляционного вакуумирования стали // Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии: Тез. докл. междунар. науч.-практ. конф. 3-5 декабря 2002 г. М.: МИСиС, 2002. С. 498-499.

7. Морозов А.П. Итоги изобретательской деятельности в области плазменных технологий // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. 21-22 декабря 1998 г. Магнитогорск: МГТУ, 1998. С. 45.

8. A.c. 1300038 СССР, МПК С21С 7/00. Устройство для легирования расплава / В.К. Литвинов, Н.И. Иванов, А.П. Коптев, Е.Б. Агапитов, А.П. Морозов, Ю.А. Петрук.

9. A.c. 1818848 СССР, МКИ С22В 5/04. Устройство для металлотермиче-ского восстановления металлов / А.Б. Четвериков, H.A. Ватолин, Г.К. Моисеев, В.К. Литвинов, А.П. Морозов

10. A.c. 1540282 СССР, МПК С21С 5/56. Устройство для нагрева расплава / Н.И. Иванов, Е.Б. Агапитов, В.К. Литвинов, А.П. Морозов.

11. A.c. 1723819 СССР, МПК С21С 7/00. Способ обработки металла в ковше / Н.И. Иванов, В.К. Литвинов, C.B. Пушкарев, И.Г. Семкин, А.П. Морозов, А.П. Коптев.

12. Свидетельство на полезную модель № 21915. Россия, С21С 7/00. Установка для производства низкоуглеродистой стали / А.П. Морозов, Е.Б. Агапитов.

Подписано в печать 8.04.03. Формат 60x84 1/16. Бумага тил.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л.1,0. Тираж 100 экз. Заказ 301.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок МГТУ

¿\J\

I

4

ВВЕДЕНИЕ.

1. Анализ состояния вопроса по проблеме комплексной обработки стали в циркуляционных вакууматорах.

1.1. Особенности процесса и схемы циркуляционного вакуумирования.

1.2. Анализ возможностей регулирования температуры стали на участке конвертер - кристаллизатор MHJI3.

1.3. Анализ способов нагрева стали в RH-установках.

1.4. Анализ способов плазменного нагрева при внепечной обработке стали.

1.4.1. Преимущества нагрева металла дугой постоянного тока.

1.4.2. Анализ возможностей плазменных способов нагрева стали в RH-установках.

• 1.5. Постановка задачи исследования.

2. Условия моделирования, описание экспериментальных установок и организация проведения экспериментов.

2.1. Объект исследования и определение масштабов подобия образца и модели.

2.2. Описание экспериментальных установок.

2.3. Методы проведения экспериментов.

3. Исследование теплофизических процессов в RH-установке с плазменным нагревом.

3.1. Определение скорости циркуляции.

3.2. Разработка' конструкции плазменно-дуговых фурм и исследование их характеристики.

3.3 Измерение температур на поверхности ванны и расчет поля температур в объеме металла в вакуум-камере при плазменно-дуговом нагреве.

3.4. Энергетический баланс RH-установки с плазменно-дуговым нагревом.

4. Моделирование комплексного рафинирования стали в RH-установке с плазменным нагревом.

4.1. Условия получения и анализа чистых сталей.

4.1.1. Методика проведения анализа чистоты сталей.

4.2. Исследование обезуглероживание стали при моделировании RH-обработки с плазменным нагревом.

4.2.1. Анализ необходимости и возможностей плазменного нагрева при RH-обезуглероживании.

4.2.2. Моделирование кинетики обезуглероживания в условиях вакуумно-плазменно-дугового нагрева.

4.2.3. Математическая модель процесса обезуглероживания стали в RH-установке с плазменным нагревом. модели RH-установки с плазменным нагревом.

4.2.5. Моделирование RH-обезуглероживания стали при плазменно-порошковой обработке.

4.2.6. Выводы по п. 4.2.

4.3. Исследование плазменно-инжекционной десульфурации стали при RH-обработке.

4.3.1. Анализ возможностей десульфурации стали в RH-установках.

4.3.2. Математическая модель десульфурации стали в RH-установках.

4.3.3. Экспериментальное исследование процесса десульфурации стали в модели RH-установки с плазменным нагревом.

4.3.4. Исследование возможности интенсификации десульфурации за счет электрохимического действия плазменной дуги.

5. Исследование процесса обработки стали редкоземельными металлами (РЗМ), восстановленными из оксидов, в условиях RH-обработки с плазменным нагревом.

Современное развитие металлургии требует всестороннего улучшения качества выплавляемых сталей. За последние 20-25 лет значение процессов обработки стали в вакууме и масштабы их применения настолько возросли, что вакуумная металлургия стала особой областью сталеплавильного производства, имеющей широкие перспективы развития. Использование вакуума позволяет осуществлять такие процессы, реализация которых невозможна в условиях атмосферного давления. Применение одного из направлений вакуумной металлургии — внепечной вакуумной обработки жидкого металла, сдерживается высокими тепловыми потерями, возникающими при обработке. Поэтому требуется либо перегревать металл в сталеплавильном агрегате, либо компенсировать падение температуры. При этом производство высококачественных и низкоуглеродистых сталей требует применения высокоинтенсивных и «чистых» источников энергии, позволяющих целенаправленно и комплексно воздействовать на кинетику металлургических реакций, выравнивать химический состав и температуру металла.

Обязательным этапом получения качественных сталей является внепечная обработка, в том числе — плазменная [1]. В настоящее время пользуются большим спросом стали сверхнизкоуглеродистых марок с содержанием углерода ниже 0,05 % и нормируемым содержанием примесей и неметаллических включений. К таким сталям относятся: стали с улучшенной штампуемостью и глубокой вытяжкой (в том числе для автомобильного листа), электротехнические стали (в том числе трансформаторные), высокопрочные мартенситно-стареющие стали. При этом процессы внепечной обработки должны быть комплексными и соответствовать времени цикла выплавки и разливки, а также обеспечивать более строгие металлургические, химические и температурные показатели. Глубокое обезуглероживание металла производят с помощью кислородной продувки, что при атмосферном давлении связано с сильным переокислением и загрязнением стали неметаллическими включениями. Для снижения переокисления и угара легирующих используют [2] окислительное рафинирование жидких сталей в вакууме, продувку окисленного металла инертными газами и вакуумирование совместно с продувкой окисленного металла инертными газами. Наиболее перспективной является обработка стали в циркуляционных вакууматорах [3], которые становятся универсальным инструментом в руках металлургов, на основе которых разработаны практически все способы внепечной обработки. Имеются тенденции сосредоточения всех функций внепечной обработки в циркуляционных установках с окислительным вакуумированием.

Целью данной работы является исследование комплексной обработки стали в циркуляционных вакууматорах с плазменным нагревом металла и реагентов путем проведения физического и математического моделирования.

Работа выполнена в Магнитогорском государственном техническом университете им. Г.И. Носова. '

Научная новизна работы:

- разработаны условия для проведения исследований на физических моделях и перенесения результатов на реальные процессы нагрева и комплексной обработки, протекающие в промышленных RH-установках;

- построена полуэмпирическая математическая модель теплового воздействия плазменной дуги на ванну металла в вакуум-камере RH-установки и на основе энергетического баланса определен эффективный диапазон удельных мощностей, необходимых для компенсации снижения температуры и нагрева стали;

- установлено, что плазменный нагрев металла и реагентов в вакуум-камере RH-установки снимает кинетические ограничения и однозначно интенсифицирует процессы обезуглероживания и десульфурации;

- впервые теоретически и экспериментально проведена оценка влияния плазменно-дугового нагрева в RH-установке на процессы обезуглероживания, десульфурации и легирования, на примере введения редкоземельных металлов (РЗМ) восстановленных алюмотермией из оксидов.

Практическая ценность работы:

На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований предложены новые режимы внепечной обработки в циркуляционных вакуума-торах с использованием плазменно-дугового нагрева металла и реагентов в вакуум-камере для получения особонизкоуглеродистых сталей с нормируемым содержанием примесей. Применение плазменно-дугового нагрева снижает нагрузку на конвертер, расширяет возможность RH-установок и позволяет проводить комплексную обработку качественных сталей без снижения их температуры перед разливкой.

Заключение

1. На основании теории подобия и размерности разработаны физические модели, получены масштабы преобразования и модельные комплексы подобия для перехода от 350-тонной RH-установки к исследованиям на «горячей» модели, а также перенесение полученных результатов моделирования на реальные установки.

2. Разработан й исследован комплекс мероприятий по повышению технологической и энергетической эффективности работы RH-установок с плазмен-но-дуговым нагревом: выбрана схема циркуляции с тангенциальным вводом газометаллической смеси из всасывающего патрубка под уровень металла в вакуум-камере, с целью снижения брызгоуноса; разработаны конструкции плазмен-но-дуговых фурм, обеспечивающие стабильное горение дуги и эффективный дутьевой режим.

3. Проведено физическое и математическое моделирование тепловых процессов, протекающих под действием плазменной дуги в ванне вакуум-камеры. Экспериментально установлено, что распределение температур на поверхности ванны описывается функцией Гаусса, зависит от тока дуги, подачи транспортирующего газа и кислорода и их максимальные значения достигают 3000-3250 °С. На основе математического моделирования установлено, что по глубине ванны наблюдается локальный нагрев с быстрым усреднением температур при циркуляции металла. Разработана математическая модель для расчета материального и энергетического баланса RH-установки с плазменным нагревом. Установлено, что для 350-тонной RH-установки необходимая для компенсации снижения температуры и нагрева стали со скоростью 1-9 К/мин электрическая мощность составляет 10-15 МВт при удельном расходе 20-120 (кВт \ч)/т и коэффициенте использования электроэнергии 60-80 %, что в среднем в 1,5 раза эффективнее, чем при нагреве в печах-ковшах по технологии VAD.

4. Экспериментально исследована на микромодели кинетика процесса обезуглероживания стали с плазменным нагревом, моделирующая в первом приближении условия в вакуум-камере. Установлено, что скорость обезуглероживания с плазменным нагревом повышается по сравнению с традиционными RH и RHO-процессами и константы скорости обезуглероживания достигают 0,4-0,5 мин'1. Разработана математическая модель процесса обезуглероживания стали в RH-установке с плазменным нагревом, учитывающая комплексное влияние различных технологических факторов и позволяющая определять изменение температуры и содержания углерода в стали в процессе обработки. Установлено, что повышение скорости обезуглероживания на начальном и конечном этапах обработки происходит за счет организации плазменного нагрева металла и вдувания на его поверхность активного газа с перемешиванием поверхностного слоя ванны.

5. Адекватность математической модели процесса обезуглероживания проверена экспериментально на «горячей» модели RH-PAP установки с получением уравнений, характеризующих повышение скорости обезуглероживания в зависимости от температуры стали под сливным патрубком. Исследовано изменение скорости обезуглероживания при вакуумном, окислительном и плазменном обезуглероживании в диапазоне начальных концентраций углерода 0,02-0,05 %. Наиболее низкие конечные концентрации углерода (менее 0,003 %) достигаются при плазменном нагреве. Установлено, что плазменный нагрев в RH-установке позволяет сдвигать зону оптимальной обработки в область более высоких конечных содержаний углерода (до 0,1-0,12 % G) и более низких температур (на 10-30 °С) стали на выходе из конвертера при получении особонизкоуглеродистых сталей. Экспериментально доказано, что вдувание порошкообразных оксидов железа совместно с плазменным нагревом является ценной альтернативой вдуванию кислорода, при условии низких исходных содержаний углерода (менее 0,05 % С) и температур стали.

6. Разработана математическая модель процесса десульфурации стали в RH-РАР-установках, позволяющая определять изменение содержания серы в металле в процессе циркуляционного вакуумирования, с учетом комплексного влияния температурного фактора и различных технологических параметров. Установлено, что с ростом температуры с 1600 до 1900 °С константа скорости десульфурации увеличивается в 2-2,5 раза, с возможностью получения особониз-косернистых сталей с содержанием серы менее 0,001 %. Адекватность математической модели процесса десульфурации проверена экспериментально на «горячей» модели RH-PАР-установки. Определено, что инжектирование флюса в плазменную дугу, горящую на поверхности стали в вакуум-камере, повышает скорость десульфурации, по сравнению с единовременной загрузкой флюса, и позволяет получать стали с содержанием 0,0003-0,0005 % S.

7. Доказана возможность интенсификации процесса десульфурации стали при электрохимическом действии плазменной дуги в режиме обратной полярности. Установлено, что, за счет электростимулированного перехода серы в газовую фазу, происходит увеличение степени десульфурации на 20—25 %.

8. Реализован и исследован процесс обработки стали редкоземельными металлами, восстановленными из оксидов, в условиях RH-обработки на «горячей» модели с плазменным нагревом. Проведение данного процесса позволит использовать более дешевое сырье и повысить степень усвоения РЗМ до 75-85 %.

1. Семкин И.Г., Коптев А.П., Морозов А.П. Внепечная плазменная металлургия: Монография. Магнитогорск: МГТУ, 2000. 490 с.

2. Морозов А.Н., Стрекаловский М.М., Чернов Г.И. Внепечное вакуумирова-ние стали. М.: Металлургия, 1975. 288 с.

3. Кнюппель Г. Раскисление и вакуумная обработка стали. Основы и технология ковшевой металлургии: Пер. с нем. М.: Металлургия, 1984. 414 с.

4. Заявка 2933466 ФРГ, B22D 1/00. Устройство для обработки расплава.

5. Заявка 3015074 ФРГ, B22D 1/00. Устройство для обработки расплава.

6. Морозов А.П., Агапитов Е.Б. Совершенствование комплексной обработки стали в циркуляционных вакууматорах: Монография. Магнитогорск: МГТУ, 2002. 73 с.

7. Протасов В.П. Циркуляционное вакуумирование стали // Обзор «Информ-сталь». 1989. вып. 21. С. 30-36.

8. Новик J1.M. Внепечная вакуумная металлургия стали. М.: Наука, 1986. 250 с.

9. Поволоцкий Д.Я. Внепечная обработка стали. М.: МИСиС, 1995. 250 с.

10. Ренэл С., Селлур Ж. Значение ковшевого нагрева металла при непрерывной разливке // Достижения в области непрерывной разливки стали. М.: Металлургия, 1987. С. 50-58.

11. Окороков Г.Н., Шевцов А.З. Особенности физико-химических и теплоэнергетических процессов в рафинирующих агрегатах переменного и постоянного тока//Электрометаллургия, 1998. № 5-6. С. 20-31.

12. Сарычев А.Ф., Фролов В.И., Николаев О.А. Результаты эксплуатации комбинированного вакууматора // Чёрные металлы. 2000. № 10. с. 17-21.

13. Пат. 3022059 США, С21С 7/10. Установка для вакуумной обработки стали. Опубл. 20.02.1962.

14. Линчевский Б.В. Вакуумная металлургия стали и сплавов. М.: Металлургия, 1970. 258 с.

15. Вейс Р.Дж., Шемин Е.Дж. Вакуумное рафинирование металла с помощью процесса Лектромелт. // Вакуумная металлургия. М.: Металлургия, 1973.1. С. 132-143.

16. Заявка 91/19013 РСТ, С21С 7/10, 7/04, 7/072. Способ рафинирования стали в циркуляционном вакууматоре. Опубл. 12.12.1991.

17. Мидаутани Т., Есимура Т. Совершенствование способа вакуумной дегазации вдуванием кислорода в циркуляционный вакууматор // Даайре то пу-росасу. 1993. Т. 6. № 1.С. 1,78.

18. Baradell D., Dawson P. The Design and Application of a Recirculating Degasser with KTB Oxygen Lance at British Steel Port Talbot Works // Steelmaking Conference Proceedings. 1995. P. 97-103.

19. Браделл Д. Ввод в эксплуатацию устройства для продувки стали кислородом сверху на установке циркуляционного вакуумирования в отделении "Грейт Леке" фирмы Нэшнл Стил // Новости чёрной металлургии за рубе-жом.1996.№3. С. 55-56.

20. Ehara Takeshi, Nakai Kaznyoshi. Worldwide development and propagation of KTB metohod // Kawasaki Steel Giho. 1996. 28. № 3. P. 153-158.

21. Пат. 9960174 Междунар. C21C 7/10. Водоохлаждаемая камера для вакуумной обработки расплава стали.

22. Пат. 19822159 Германия, С21С 7/10. Аппарат с системой водяного охлаждения для обработки стали.

23. Гартен Л., Гретупп 3.; Кесслер Р. Усовершенствование технологии вакуумирования в сталеплавильном цехе Дортунд фирмы Крупп хешшталь // Чёрные металлы. Январь, 1977. С. 50 55.

24. Нисигути К., Мацуо К. Применение горелки в циркуляционном вакууматоре на заводе в Какогаве // Zairyo to Prosesn. 1996. V. 9. № 1. P. 85.

25. Hurten L. Oxygen-fuel ladle furnace provides energy economies and increases production at Timken Steelworks // Industrial Heating. 1989. V. 56. № 9. P. 60-61.

26. Пат. 2972493 Япония, C21C 7/10. Способ вакуумного рафинирования расплавленной стали.

27. Пат. 2974587 Япония, С21С 7/10. Фурма-горелка камеры вакуумной дегазации.

28. Хосидзима Ё., Фукуда К., Хираока А. Промышленное применение многофункциональной горелки в циркуляционном вакууматоре // Дзайре то пу-роозоу, 1994, Т. 7, № 1. С. 241-243.

29. Пат. 2973890 Япония. Способ регулирования температуры стали.

30. Пат. 2159819 Россия, С21С 7/10, С22В 7/02. Способ и установка для обезуглероживания расплавов стали.

31. Ахн С.Б., Чой Х.С. Технология продувки кислородом при производстве ультранизкоуглеродистой стали в циркуляционном вакууматоре // Steelmaking Conference Proceedinge. 1998. С.3-7.

32. Hurten L. A ladle treatment station with temperature control // Stell Times International. 1991. V. 15. № 4. P. 20.

33. Winter F.D., Jackson C.L. Carnet arc method Brumbo Steel Works // Proceedings of 2-nd European Electric Steel Congress. Florence (Italy). 1986. R. 1 23.

34. Savov P. Ladle treatment arc carnet // Iron and Steel Congr. Nogava. 1990. V. 4. P. 141-148.

35. Фарнасов Г.А., Тимошкин В.И. Электротехнологические установки для выплавки и обработки литейных сплавов / Электрометаллургия. 1999. №9. С. 2-5.

36. Lehman A.L. RH-treatment Betlehtem Iron and Steel Enginering. 1966, V. 43. № 1,P. 75. '

37. A.c. 493509 СССР, C21C 7/00. Устройство для вакуумной обработки расплава / А.С.Михулинский. БИ. 1975. № 44.

38. Носкова Т.В., Перевалов Н.Н. Современные методы внепечного вакуумирования стали за рубежом. М.: Черметинформация, 1975. 20 с.

39. Носкова Т.В. Развитие методов внепечной обработки стали за рубежом. М: Черметинформация, 1979. 41 с.

40. Одзава М., Оцуга Д., Ямамото М. Повышение стойкости футеровки RH-вакууматоров // Дэнки сэйко, 1985. Т. 56. № 1, С. 77-83.

41. Чухлов В.И. Исследование работы ^вакууматора // Изв. вузов. Чёрная металлургия. 1967. № 1, С. 41.

42. Григорян В.А. Применение низкотемпературной плазмы в металлургии. М: Металлургия, 1974. 120 с.

43. Пат. 1458938 ФРГ, С21С 5/56. Плазмотрон в установке для внепечного вакуумирования стали.

44. Пат. 3813469 США, Н05В 7/18. Способ нагрева дегазационного контейнера.

45. Заявка 53-15005 Япония, С22В 9/04. Способ нагрева ванны для вакуумной дегазации.

46. Левин Я.М., Протасов А.В. Современные конструкции порционных и циркуляционных вакуматоров. М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1983. № 4. 40 с.

47. Протасов А.В., Левин Я.М. Пути совершенствования порционных и циркуляционных вакууматоров. М: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1985. № 4. 44 с.

48. А.с. 357244 СССР, С21С 7/10. Способ обработки металла.

49. Заявка 1758835 ФРГ, С21С 7/10. Дегазационная ёмкость для вакуумирования стали по циркуляционному способу.

50. Протасов А.В., Блох В.А. Состояние и перспективы развития циркуляционных вакууматоров в СССР и за рубежом. М.: ЦНИИФОРМтяжмаш, 1978. № 35. 47 с.

51. Пат. 1758836 ФРГ, С21С 7/10. Способ циркуляционного вакуумирования.

52. Пат. 3479022 США, С21С 7/00, B01L 7/00. Установка для вакуумной обработки жидкой стали циркуляционным методом.

53. Заявка 53-10523 Япония, С22В 9/04. Способ нагрева вакуумного контейнера для дегазации расплавленной стали.

54. Houzima Е. JR-UT-a new ladle treatment station with temperature raising capability // Sumitomo Metals. 1989. № 22. p. 4 7.

55. Свидетельство на полезную модель № 21915. Россия, С21С 7/00. Установка для производства низкоуглеродистой стали / А.П. Морозов, Е.Б. Агапитов.

56. Морозов А.П. Итоги изобретательской деятельности в области плазменных технологий // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. 21-22 декабря 1998 г. Магнитогорск: МГТУ, 1998. С. 45.

57. Коптев А.П., Морозов А.П. Итоги инновационной деятельности в области плазменных технологий // Теплотехника и теплоэнергетика в металлургии: Сб. науч. тр. Магнитогорск: МГТУ, 1999. С. 124.

58. Марков Б.А., Кирсанов А.А. Физическое моделирование в металлургии. М.: Металлургия, 1984. 119 с.

59. Гречко А.В., Нестеренко Р.Д., Кудинов Ю.А. Практика физического моделирования на металлургическом заводе. М.: Металлургия, 1976. 224 с.

60. Иодко Э.А., Шкляр B.C. Моделирование тепловых процессов в металлургии. М.: Металлургия, 1967. 166 с.

61. А.с. 1300038 СССР, МПК С21С 7/00. Устройство для легирования расплава / В.К. Литвинов, Н.И. Иванов, А.П. Коптев, Е.Б. Агапитов, А.П. Морозов, Ю.А. Петрук.

62. А.с. 1540282 СССР, МПК С21С 5/56. Устройство для нагрева расплава / Н.И. Иванов, Е.Б. Агапитов, В.К! Литвинов, А.П. Морозов.

63. А.с. 1723819 СССР, МПК С21С 7/00. Способ обработки металла в ковше / Н.И. Иванов, В.К. Литвинов, С.В. Пушкарев, И.Г. Семкин, А.П. Морозов,1. A.П. Коптев. /

64. А.с. 1818848 СССР, МПК С22В 5/04. Устройство для металлотермического восстановления металлов / А.Б. Четвериков, Н.А. Ватолин, Г.К. Моисеев,

65. B.К. Литвинов, А.П. Морозов.

66. Морозов А.П., Агапитов Е.Б. Внепечная плазменная обработка металлических расплавов / МГМА Магнитогорск. 1995. 34 с. Деп. в ВИНИТИ. № 1468-В95.

67. Разработка и исследование процесса легирования низкотемпературной плазмой стали 110Г13Л: Отчет по НИР / МГМИ; Руководитель работы

68. Н.И. Иванов. № ГР 01850043872. Магнитогорск, 1987. 201 с.

69. Комбинированная высокотемпературная продувка. Обработка расплава стали высокотемпературными стационарными и нестационарными струями с целью азотирования: Отчет по НИР / МГМИ; Руководитель работы Н.И. Иванов. № 01850043872. Магнитогорск, 1984. 69 с.

70. Внепечная плазменная обработка и нагрев расплавов: Отчет по НИР / МГМИ; Руководитель работы В.К. Литвинов. № 01870041381. Т. 1. Магнитогорск, 1987. 201 с.

71. Внепечная плазменная обработка и нагрев расплавов: Отчет по НИР / МГМИ; Руководитель работы В.К. Литвинов. № 01880086364. Т. 2. Магнитогорск, 1988. 291 с.

72. Исследования плазменно-металлического восстановления редкоземельных металлов: Отчет по НИР/МГМИ; Руководитель работы В.К. Литвинов. № 01890074450. Магнитогорск, 1990. 90 с

73. Кудрин В.А., Парма М. Технология получения качественной стали. М. Металлургия, 1984. 320 с.

74. Курихара М. Ямагути К., Като Е. Разработка технологии выплавки стали высокой чистоты с расширением функций циркуляционного вакууматора // Дзайре то гтуросэсу. 1993. Т. 6. № 1. С. 142-145.

75. Ефименко С.П., Мачикин В.И., Лифенко Н.Т. Внепечное рафинирование металла в газлифтах. М.: Металлургия, 1986. 260 с. ' '

76. Kuwabara Т. RH Vacuum Decarburization // Trans ISIJ. 1988. № 28. P. 305.

77. Higuchi Y., Jkenada H. Effects of О and. С and pressure on RH Vacuum Decarburization / Тэцу то хагане. 1988. 84. № 10. P. 709-714.

78. Ahrenhold F., Pluschkell W. Mixing phenomena inside the ladle during RH decarburization of stell melts // Stell-research, 1999. № 8-9, P. 314-318.

79. Рабинович Е.З. Гидравилика. M.: Физматгиз, 1962. 320 с.

80. Альтшуль А.Д. Гидравлические сопротивления. М.: Недра, 1970. 210 с.

81. Марков Б.Л. Методы продувки мартеновской ванны. М.: Металлургия, 1975.280 с.

82. Неустроев А.А., Ходоровский Г.Л. Вакуумные гарнисажные печи. М.: Металлургия, 1967. 120 с.

83. Волохонский Л.А. Вакуумные дуговые печи. М.: Энергоатомиздат, 1985. 150 с.

84. Бортничук Н.И., Крутянский М.М. Плазменно-дуговые плавильные печи. М.: Энергоиздат, 1981. 120 с.

85. Симонян Л.М. Особенности процессов в прианодной области при вакуум-но-дуговой плавке металлов // Изв. вузов. Черная металлургия, 1998. №11. С. 20-23.

86. Акерс P.P., Гриффинг Н. Применение водоохлаждаемых- нерасходуемых электродов для вакуумной плавки // Вакуумная металлургия. М. Металлургия, 1973. С. 50-61.

87. Дембовский В. Плазменная металлургия. М.: Металлургия, 1981. 280 с.

88. Рыкалин Н.Н. Расчет тепловых процессов при сварке. М.: Машгиз, 1951. 120 с.

89. Арсентьев П.П., Коледов Л.А. Металлические расплавы и их свойства. М.: Металлургия, 1976. 376 с.

90. Саулов В.А. Интегрирование уравнений параболического типа методом сеток. М. Наука, 1960. 120 с.

91. Раховский В.И. Физические основы коммутации электрического тока в вакууме. М.: Физматгиз, 1970. 536 с.

92. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. 210 с.

93. Уонг X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров: Пер. с англ. М.: Атомиздат, 1979. 216.с.

94. Элиот Д.Ф., Глейзер М., Рамакришна В. Термохимия сталеплавильных процессов: Пер. с англ. М.: Металлургия, 1969. 252 с.

95. Вукалович М.П., Ривкин С.Л., Александров А.А. Таблицы теплофизиче-ских свойств воды и водяного пара. М.: Стандартиздат, 1969. 408 с.

96. Хопман В. Фетт Ф.Н. Энергетический баланс печи-ковша // Черные металлы, 1988, № 18. С. 18-25.

97. Каменецкая Д.С., Пилецкая И.Б., Ширяев В.И. Железо высокой степеничистоты. М.: Металлургия, 1978. 240 с.

98. Линчевский Б.В. Техника металлургического эксперимента. М.: Металлургия, 1979. 230 с.

99. Хребин В.Н., Гладычев А.Г., Черепанов Г.В. Эффективность циркуляционного вакуумирования стали // Сталь. 1994, № 10. С. 25-27.

100. Nuss С., Gaggioli A., Ritt J. Kinetics of decarburization in the RH-degasser at Sollac Dunberque // 5-th European Electric Steel Congress. Paris, 1995. P. 511-516.

101. Хан Ф.И., Хаастерт Г.П. Развитие циркуляционного вакуумирования сталей с низким содержанием углерода на заводе фирмы Тиссен шталь // Черные металлы. 1993. № 12. С. 10-15.

102. Suzuki Y., Kuwabara Т. RH decarburization of steel melts // Secondary Steel-making Process Conf. London, 1978. P. 4-14.

103. Явойский В.И. Теория процессов производства стали. М.: Металлургия, 1967. С. 220. J

104. ЮЗ.Бигеев A.M., Бигеев В.А. Металлургия стали. Теория и технология плавки стали. Магнитогорск: МОГТУ, 2000. 543 с.

105. Кудрин В.А. Металлургия стали. М. Металлургия, 1989. 250 с.

106. Masumitsu N. RH-degasser of decarburization // Iron and Steel Institute Japan. 1989. V. 67. № 12. P. 264.

107. Филиппов И.С. Теория процесса обезуглероживания стали. М.: Металлургия, 1966. 279 с.

108. Производство низкоуглеродистого железа / Р.Б. Гутнов, Б.Н. Сухотин, И.Я. Сокол. М.: Металлургия, 1973. 376 с.

109. Даркен Л.С., Гурри Р.В. Физическая химия металла: Пер. с англ. М. Ме-таллургиздат, 1960. 210 с.

110. Ю9.Жетвин Н.П., Тунков В.П., Перцев М.А. Технически чистое железо. М.: Металлургиздат, 1962. 197 с.

111. Лопухов Г.А., Падерин С.Н. .Плазменная плавка // Теория металлургических процессов. Итоги науки и техники. Т. 8. М.: ВИНИТИ АН СССР,1982. С. 1-90.

112. Хаастерт Г.П. Направление развития циркуляционного вакуумирования // Черные металлы. 1991. № 3. С. 32-35.

113. Лякишев Н.П., Шалимов А.Т. Сравнительная характеристика состояния кислородно-конвертерного производства стали в России и за рубежом. М.: «ЭЛИЗ», 2000. 64 с.

114. Лопухов Г.А. Получение ультранизкоуглеродистой стали // Электрометаллургия. 2000. № 11. С. 46-47.

115. Синельников В.А., Иванов Б.С. Выплавка низкоуглеродистой электротехнической стали. М.: Металлургия, 1991. 140 с.

116. Kobayashi Н. Start up of KTB at National Steel Great Lakes Division // Steel-making Conference Proceeding, 1995, P. 87-90.

117. Баннеберг H. Шапелье Ф. Результаты промышленного вакуумированного обезуглероживания стали при дегазации в ковше // Черные металлы, 1993, №9, С. 20-25.

118. Ершов Г.С., Бычков Ю.Б. Свойства металлургических расплавов и их взаимодействия в сталеплавильных процессах. М.: Металлургия, 1983. 215 с.

119. Баум Б.А., Хасин Г.А. Жидкая сталь. М:: Металлургия, 1984. 208 с.

120. Кнюппель Г. Раскисление и вакуумная обработка стали. Термодинамические и кинетические закономерности: Пер. с нем. М.: Металлургия, 1973. 350 с.

121. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. М.: Наука, 1971. 190 с.

122. Райхель Я., Швей X. Оптимизация процесса вакуумно-кислордного обезуглероживания на металлургическом заводе Бейлдон // Металлургическое производство и технология металлургических процессов, 1997, № 1, С. 16-25.

123. Мацуо Т., Мосуда М. Способ обезуглероживания стали вдуванием оксидов железа // Дзайре то пуросэсу. 1988. Т. 1. № 4. С. 1252.

124. Fisher W.A., Hoffman A. Desulphurization of vacuum ladle // Arch. Eisenhiittenwesen. 1960. Bd. 31. № 7. S. 411.

125. Черняков B.M., Самарин A.M. Десульфурация в вакуумной печи // Изв. вузов. Черная металлургия. 1960, № 11. С. 32.

126. Ильин Г.Э. Разработка теоретических основ комплексной технологии раскисления и внепечной обработки конструкционных сталей // Автореф. дис. .канд. техн. наук. М.: МИСиС, 1981. 24 с.

127. Сакураи Э., Фурано Е. Технология десульфурации стали в циркуляционном вакууматоре // Дзайре ту пуросэсу. 1995. Т. 8. № 1. С. 272-273.

128. Matsuno Н. Development of a new refining process using an RH vacuum de-gasser // Iron and Steelmaker// 1989. V. 16. P. 23-29.

129. Matsuno H. Kikuchi Y. Desulphurization Behavior of Molten Steel in Circulating Type Degasser/ Тэцу то хаганэ. 1999. № 7. С. 509-523.

130. Takaahashi S., Komai Т. Desulphurization of RH-KTB degasser // Tetsu to Hagane. 1980. № 66. S. 131.

131. Сидоренко М.Ф. Теория и практика продувки металла порошками. М.: Металлургия, 1978. 232 с.

132. Порошкообразные материалы в сталеплавильном производстве /М.Я. Меджибожский, В.И. Сельский, В.Я. Купершток и др. // Киев: Техника, 1975.184 с.

133. Ладыженский Б.Н. Применёние порошков разных материалов в сталеплавильном процессе. М.: Металлургия, 1983. 312 с.

134. Okada Y., Fukagawa S. Desulphurization of RH-KTB // CAMP-ISIJ. 1992. № 5. S. 1238.

135. Ohmada Y., Nagashima S. Desulphurization of RH-PB // Tetsu to Hagane. 1983. №69. S. 81.

136. Higashi К., Kobayashi J., Urabe Y. Desulphurization of RH-KTB and RH-PB // Tetsu to Hagane. 1986. № 72. S. 1107.

137. Каваками К., Кикути E., Каваи E. Десульфурация стали в ковше при вакуу-мировании по способу Нихон Кокан // Черные металлы. 1982. № 5. С.31-35.

138. Ward R.G., Recommended equilibrium data of steelmaking reactions // Iron Steel Just. 1960. № 19. S.75-78.

139. Sacata N., Ohkubo M. Desulphurization of RH-KTB // Tetsu to Hagane. 1970. № 56. S. 46.

140. Sumida N., Fujii T. Speed reaction desulphurization of RH-degasser // Kawasaki Steel Giko. 1983. № 15. S. 152.

141. Сано M. Явление переноса на высокотемпературной межфазной границе в процессах рафинирования металла. Токио: Из-во Института черной металлургии Японии, 1993. С. 143.

142. Oguchi S., Robertson D.G. Injection reaction RH-KTB // Ironmaking Steel making. 1984. № 11. S. 262.

143. Sahai Y., Guthrie R. Times reaction of desulphurization // Metall. Trans. 1982. № 13. S. 193.

144. Kor G.J., Richardson F.D. Recommended sulphur of temperate // Trans. Metall. Soc. AJME. 1969. № 245. S. 319.

145. Miyashita Y., Yamada K. Kinetics of desulphurization KTB-process // The 19-th Committee Steelmaking JSPS. 1982. № 10. S. 445.

146. Hirasawa M., Mori K., Sano M. Kinetics of desulphurization RH-PB process // Tetso to Hagane/ 1987. № 73. S. 1350.

147. Борнацкий И.И. Десульфурация металла. M.: Металлургия, 1970. 329 с. 148.Sundberg Y. Energy recirculation of refining process // Scand. J. Metallurg.1978. № 8. S. 81-87.

148. Usui T. Oxygen-fuel ladle furnace of desulphurization // Second international conference on injection metallurg. Lulea, 1980. S. 23-35.

149. Ruboud P. Y. Development of KTB metohod // Mc V. Macter Symposium. 1973. № 10. S. 1-26.

150. Кожеуров В.А. Термодинамика металлургических шлаков. Свердловск: Металлургиздат, 1955. 164 с.

151. Хальцгубер В., Махнер П. Улучшение рафинирования металла при ЭДП на переменном токе и наложении электролитического рафинирования постоянным током // Вакуумная металлургия. М.: Металлургия, 1973. С. 81-93.

152. Лепинских Б.М., Истомин С.А. Электрохимическое легирование и модифицирование металла. М.: Наука, 1984. 143 с.

153. Крещановский Н.С., Сидоренко М.Ф. Модифицирование стали. М.: Металлургия, 1970. 296 с.

154. Мальцев М.В. Модифицирование структуры металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1964. 150 с.

155. Приданцев М.В. Влияние примесей и редкоземельных элементов на свойства сплавов. М.: Металлургия, 1962. 180 с.

156. Гольдштейн Я.Е. Микролегирование стали и чугуна. М.: Машгиз, 1959. 210 с.

157. Ицкович Г.М. Модифицирование стали с помощью РЗМ // Сталь. 1977. №2. С. 125-130.

158. Шим Ю.И., Брагинец Ю.Ф., Селезнев В.А. Исследование процесса обработки стали РЗМ, восстановленными из их окислов в сталеплавильном ковше // Изв. вузов. Черная металлургия. 1983. № 8.' С. 7-9.

159. Применение ЭВМ для термодинамических расчетов в металлургических процессах / Синяев Г.Б., Ватолин И.А., Трусов Б.Г., Моисеев Г.К. М.: Наука, 1982. 263 с.

160. Савицкий Е.М., Терехова В.Ф. Металловедение редкоземельных металлов. М.: Наука, 1975.272 с.

161. Лякишев Н.П., Плинер Ю.Л. Алюмотермия. М.: Металлургия, 1978. 424 с.

162. Канаев Н.А. Ускоренное определение редкоземельных металлов в сплавах. М.: Металлургия, 1971. 224 с.

163. Эдзима А., Эми Т. Микролегирование стали с помощью РЗМ // Советско-японский симпозиум по физико-химическим основам металлургических процессов. М.: Изд-во АН СССР, 1975. С. 106-153.

164. Bingel C.J., Scott L.V. Microsmelting of RH-degasser // Electrice Furnace Conference Proceedings AIME. 1973. V. 31. P. 171-174.