автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Разработка и исследование технологических параметров рафинирования металла в промежуточном ковше слябовой МНЛЗ

На правах рукописи

□03488036

Фейлер Сергей Владимирович

Разработка и исследование технологических параметров рафинирования металла в промежуточном ковше слябовой МНЛЗ

Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

10 ЛЕИ 2001

Новокузнецк - 2009

003488036

Работа выполнена на кафедре металлургии стали ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

заслуженный работник высшей школы Протопопов Евгений Валентинович

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Бабенко Анатолий Алексеевич

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «Московский институт стали и сплавов»

Защита состоится « 16 » декабря 2009 г. в 10°° часов на заседании диссертационного совета Д 212.252.01 при ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» по адресу: 654007, г. Новокузнецк Кемеровской обл., ул. Кирова, 42, СибГИУ. Факс (3843) 46-57-92. E-mail: ds21225201@sibsiu.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет».

Автореферат разослан « 16 » ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук Дементьев Валерий Петрович

д.т.н., профессор

Нохрина О.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время, во всем мире доля стали, разливаемой на машинах непрерывного литья заготовок, увеличивается, при этом особое внимание уделяется вопросам повышения качества непрерывнолитых заготовок, которое обеспечивается технологией процесса и применяемым оборудованием машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

Важным технологическим узлом современной МНЛЗ является промежуточный ковш, его конструкция оказывает значительное влияние на качество продукции. В настоящее время использование промежуточного ковша расширяется до функций универсального агрегата для дополнительного рафинирования стали, усреднения металла по химическому составу и температуре. Оснащение ковшей специальными рафинирующими устройствами и применение шлакообразующих смесей позволяют оптимизировать гомогенизацию металлического расплава и создать благоприятные условия для его рафинирования. В связи с этим развитие теоретических и практических аспектов разработки технологии рафинирования металла в промежуточном ковше является актуальной задачей сегодняшнего дня.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» в рамках научно-технической программы Рособразования «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» подпрограммы «Производственные технологии».

Цель работы заключается в теоретическом и экспериментальном исследовании процесса рафинирования металла в промежуточном ковше МНЛЗ, разработке и совершенствовании технологических вариантов повышения качества слябовой заготовки.

Научная новизна. Разработаны и реализованы математические модели гидродинамики и теплопереноса в промежуточном ковше. Получена новая информация о распределении потоков металла и температурных полей в объеме промежуточного ковша.

Разработаны и предложены усовершенствованные варианты установок и методик физического моделирования для изучения особенностей гидродинамических процессов в промежуточном ковше при различных технологических вариантах непрерывной разливки слябовых заготовок;

На основе исследований физико-химических свойств шлаковых расплавов разработаны химические и компонентные составы шлакообразующих смесей для защиты металла и ассимиляции неметаллических

включений в промежуточном ковше МНЛЗ;

С использованием результатов численных и экспериментальных исследований гидродинамических процессов в промежуточном ковше разработаны новые технологические варианты повышения качества не-прерывнолитых слябовых заготовок.

Практическая значимость и реализация результатов. Полученные в работе научные результаты использованы при совершенствовании технологии непрерывной разливки стали на слябовой МНЛЗ ОАО «Западно-Сибирский металлургический комбинат».

Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс в ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» и используются при подготовке студентов специальности «Металлургия черных металлов» (150101), специализации «Металлургия стали» по учебным дисциплинам «Разливка и непрерывная разливка стали», «Основы научных исследований», а также при курсовом и дипломном проектировании.

Внедрение результатов работы в учебный процесс и применение в производстве подтверждены соответствующими документами.

Предмет защиты и личный вклад автора. На защиту выносятся основные положения, представляющие научную новизну и практическую значимость:

- результаты численных исследований гидродинамических и теп-лообменных процессов в промежуточном ковше МНЛЗ;

- методика и результаты физического моделирования процессов гидродинамики в промежуточном ковше МНЛЗ;

- результаты физико-химических исследований свойств шлакооб-разующих смесей (ШОС) для непрерывной разливки стали;

- практические результаты отработки технологии непрерывной разливки слябовых заготовок с использованием оптимизированной конструкции промежуточного ковша и разработанных составов ШОС.

Автору принадлежит постановка задач теоретических и экспериментальных исследований; разработка экспериментальной установки для исследования гидродинамических процессов в промежуточном ковше и методики проведения исследований; анализ результатов численных и экспериментальных исследований, обработка и обобщение данных опытно-промышленных исследований.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения» (г. Новокузнецк, 2008 г.); XIII Международной научно-практической конференции «Теория и практика сталеплавильных процессов» (г. Днепропетровск, Украина, 2008 г.); X Между-

народном конгрессе сталеплавильщиков (г. Магнитогорск, 2008 г.); Научно-технической конференции «Научное наследие И.П. Бардина» (г. Новокузнецк, 2008 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Металлургия: технологии, управление, инновации, качество» (г. Новокузнецк, 2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, из них 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК для опубликования результатов кандидатских и докторских диссертаций.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованных источников из 187 наименований, 2-х приложений и содержит 164 страницы текста, 56 рисунков, 21 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, сформулированы цели и задачи диссертационной работы, отражены научная новизна и практическая значимость полученных результатов, публикации и апробация работы, отмечен личный вклад соискателя.

1 Современное состояние процессов непрерывной разливки стали и направления развития способов повышения качества непрерывнолитой заготовки

Представлен анализ литературных данных по современному состоянию и направлениям развития непрерывной разливки стали, в том числе слябовой заготовки.

Показано, что при непрерывной разливке обеспечивается высокий выход годной стали, однако требуется дальнейшее повышение качества слябовой заготовки. Определены основные проблемы, связанные с процессами рафинирования металла в промежуточном ковше МНЛЗ. Приведены данные по химическому составу шлакообразующих смесей, применяемых в промежуточных ковшах на отечественных и зарубежных предприятиях. Отмечено недостаточное количество надежных сведений относительно оптимальной конструкции промежуточных ковшей и обоснованных рекомендаций по технологическим параметрам разливки, которые обеспечили бы стабильную работу слябовой МНЛЗ и высокое качество заготовки.

С учетом проанализированных данных определены основные направления исследований с целью получения недостающей информации по процессам рафинирования металла в промежуточном ковше и разработке технологических рекомендаций, обеспечивающих повышение эф-

фективности процесса и качества слябовой заготовки.

2 Исследование процессов гидродинамики и теплопереноса в промежуточном ковше слябовой МНЛЗ методами численного моделирования

Оценка эффективности технологии рафинирования металла в промежуточном ковше предполагает изучение процессов гидродинамики и теплопереноса. Для исследования перемешивания и теплообмена в расплаве разработана и реализована математическая модель гидродинамики и теплопереноса в промежуточном ковше.

При математическом моделировании тепломассобменных процессов в промежуточном ковше уравнения гидродинамики и теплопереноса решались в декартовых координатах в трехмерной постановке. При этом в качестве расчетной области принята четверть промежуточного ковша (рисунок 1), представляющая собой многогранник, в сечении которого

Рисунок 1 - Общий вид расчетной где у - скорость движения рас-

р' = р/р - давление, нормированное на плотность р расплава; V- кинематическая вязкость среды; Г-температура; а = Я/(С■ р) - температуропроводность; X - коэффициент теплопроводности; С - теплоемкость.

Указанные уравнения были дополнены соответствующими начальными и граничными условиями. Турбулентный характер движения расплава учтен использованием в моделях эффективных коэффициентов вязкости и теплопроводности.

Поставленные системы уравнений решались численно с использованием метода расщепления по физическим факторам. При этом уравнение гидродинамики реализовано в виде трехэтапной схемы расщепления:

г

Поступление металла в промежуточный ковш

параллельно плоскости У02 лежит трапеция, а параллельно плоскостям ХОУ и Х02 - прямоугольники.

области

плава; г- время процесса;

на пе

рвом этапе

ди1 _ д(и\) д{им>) 8 ( ди дх ду дг дх\хд.х) ду

ди

ду2 8{уи) а(ууу) | а г ЗуУ Эу"

ду дх дг

дм?1 д(нш) ¿¡(мч1) дг дх ду

д ди + — \уг —

дг\ дг дг\ дг

д ( ЭиЛ д + —\ух— + — дх V дх) ду

дю

Щ ЗиЛ

дг[ г дг 1

где « , V, й* - векторные составляющие скорости движения расплава по осям х, у,г\в- количество итераций, на втором этапе

ди д\ дй

д2р' д2р' д2р' _ & + ^ + + +

на третьем этапе

дх2 ' ду2 ' дг2 г

(5)

„си = ъ _ г Ф:. у(*н> = V - г

дг

дх' ду

а уравнение теплопереноса в виде двухэтапной схемы: на первом этапе

гд{т^и) а(т-Му) д{ти\у)

Т{=Т{!)-т

дх

ду

дг

(6)

(7)

Г(5+1) = Г, -г

л (

дТ, дТ, аг—— + а„—— + а7 х дх у ду г

дТ\_ дг

(8)

на втором этапе

»), 4 у), 4 и)

ч йг ду дг

Расчеты выполнены при следующих значениях параметров: скорость разливки -1 м/мин, диаметры защитной трубы сталеразливочного ковша и разливочного стакана промежуточного ковша - 0,105 м, площади поперечного сечения защитной трубы сталеразливочного ковша и разливочного стакана промежуточного ковша - 0,00874 м2, уровень металла в промежуточном ковше -1м; температура расплава на входе в промежуточный ковш - 1800 К, температура среды - 293 К.

На рисунке 2 представлены результаты расчетов температурных полей, совмещеных с отображением гидродинамической картины, для различных сечений промежуточного ковша.

Анализ полученных данных показал, что наиболее интенсивное движение металла наблюдается у днища ковша, а объемы расплава, находящиеся вблизи стенок, перемещаются с незначительной скоростью и создают застойные зоны с большой разницей температур.

а, в- поперечное сечение на входе и выходе расплава, соответственно; б - продольное сечение; г, д - на поверхности расплава и у днища промежуточного ковша Рисунок 2 - Результаты численного моделирования процессов гидродинамики и теплопереноса в промежуточном ковше

На входе в промежуточный ковш металл с максимальной температурой 1800 К (1527°С) под воздействием напора вертикальной струи, поступающей из защитной трубы сталеразливочного ковша, перемещается к днищу, далее наблюдается возникновение придонных и обратных потоков и соответствующее понижение температуры расплава; при этом основная масса металла перемещается в конусообразном объеме над выпускным отверстием. Наличие короткого придонного пути движения металла снижает возможность его рафинирования, в связи с тем, что неметаллические включения, увлеченные потоком жидкой стали, затягиваются в отверстие разливочного стакана промежуточного ковша и в дальнейшем поступают в кристаллизатор МНЛЗ. Также у днища и боковых поверхностей промежуточного ковша охлаждение расплава происходит за счет теплообмена с футеровкой, что усиливает неравномерное распределение температурных полей.

Результаты численного моделирования показали, что рассматриваемая конструкция промежуточного ковша не позволяет обеспечить рафинирование металла от неметаллических включений и равномерное распределение температурных полей в объеме расплава. Для создания условий, способствующих гомогенизации расплава и удалению неметаллических включений, необходимо рациональное перераспределение

гидродинамических и, соответственно, тепловых потоков металла по объему промежуточного ковша.

3 Исследование и разработка технологических вариантов рафинирования металла в промежуточном ковше

Для дальнейших исследований гидродинамики металла в промежуточном ковше при различных вариантах технологии процесса и конструкции разработана экспериментальная установка (рисунок 3), главным

И элементом которой является прозрачная модель 60-т промежуточного ковша двухручье-вой слябовой МНЛЗ, выполненная в масштабе 1:4,5. Подобие гидродинамических процессов обеспечивается равенством критериев гомохронности, Фруда и Рейнольдса.

При разработке модели с использованием условия равенства

Рисунок 3 - Экспериментальная установка для исследования гидродинамических процессов в промежуточном ковше

чисел Фруда определен масштаб скоростей Ма

где «-скорость потока жидкости, м/с; / -линейный размер, м; ускорение свободного падения, м/с2; М/ - геометрический масштаб; параметры, отмеченные «'» соответствуют параметрам модели.

Из условия равенства критерия гомохронности определен масштаб времени Мт:

Из условия неразрывности потока (2 = а - Б получен масштаб расходов Мд:

<2 _ соБ

■-М^-М^М^М,,

где - объемное количество жидкого металла, м /ч; 5 - площадь поперечного сечения потока, м2.

Конструктивные и технологические параметры, соответствующие реальному процессу и условиям моделирования приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Конструктивные и технологические параметры промежуточного ковша

Параметр Промежуточный ковш

Объект Модель

Длина донной части, мм 6740 1498

Длина верхней кромки, мм 7298 1622

Ширина донной части, мм 935 208

Ширина верхней кромки, мм 1444 321

Рабочий уровень, мм 1150 256

Уровень перелива, мм 1250 278

Расстояние между осями стопоров, мм 6000 1333

Скорость подачи жидкости в промежуточный ковш, м3/мин 0,273-0,630 0,006-0,015

Количество ручьев 2

Масштабы:

геометрический м, 4,5

скоростной Ма 2,12

расходный Мд 43

временной Мг 2,12

В качестве моделирующей жидкости применяли воду. Визуализацию потоков жидкости производили вводом в струю воды красителя при рабочем уровне жидкости и установившемся течении. Для получения информации о поле скоростей потоков моделирующей жидкости на заднюю стенку модели нанесли координатную сетку с размером клетки 5 см. Перемещение границы подкрашенной жидкости на фоне координатной сетки фиксировали цифровой видеокамерой Panasonic SDR-H41. Для качественной видеофиксации гидродинамических процессов производили подсветку задней стенки модели.

Обработку видеоматериалов производили на персональном компьютере с использованием видеоредактора Ulead VideoStudio 11. По полученным кинограммам (рисунок 4, а) выполняли расчет скоростей потоков в различных сечениях промежуточного ковша и времени перемещения локальных объемов подкрашенной жидкости от момента ввода красителя до момента поступления первых порций подкрашенной жидкости в разливочный стакан, строили схемы циркуляции металла (рисунок 4, б) и эпюры скоростей (рисунок 4, в), оценивали объем застойных зон и активную площадь контакта расплава с покровным шлаком при различных вариантах процесса.

Оценку степени гомогенизации жидкости и уточнение минимального времени пребывания металла в объеме промежуточного ковша осуществляли кондуктометрическим методом. В качестве индикатора использовали солевой раствор. Измерение электрической проводимости и содержания №С1 в воде производили солемером ЯО-22, датчик которого устанавливали в разливочном стакане модели промежуточного ковша. Показания солемера непрерывно регистрировали. По полученным значениям строили графики изменения концентрации №С1.

Исследование гидродинамики металла проводили для условий разливки слябовой заготовки сечением 200*1400 мм со скоростью 1,2 м/мин с подачей металла в промежуточный ковш с использованием двух защитных труб при различных вариантах конструкции ковша:

1) без использования устройств для распределения потоков жидкости (базовый);

2) с использованием «турбостопов»;

3) с использованием порогов, установленных на различном расстоянии от оси защитной трубы: а) 0,36 м; б) 0,18 м; в) 0,09 м;

4) с использованием перегородок с направляющими отверстиями, установленных на расстоянии а) 0,7 м и б) 0,35 м от оси защитной трубы.

Результаты проведенных исследований (таблица 2) показали, что при использовании в промежуточном ковше порогов, установленных на расстоянии 0,09 м (0,4 м для промышленного объекта) достигается максимальное значение времени пребывания металла в объеме ковша -98,7 е., что в 4,6 раза превышает значение, полученное при базовом варианте и, соответственно, возможность удаления неметаллических включений из расплава увеличивается. В то же время для данного варианта по сравнению с базовым остался неизменным объем застойных зон (8,5 %), а площадь контакта металла с ассимилирующим шлаком оказалась несколько меньше.

и

/У У ----

N

0,13 0,11 0,08

-0,04

-0,04 -0,05

1000

800 5

600

400 X

200

0

в

Рисунок 4 - Кинограмма и схема циркуляции жидкости с эпюрами скоростей (м/с) для одного из вариантов исследования

Таблица 2 - Результаты физического моделирования гидродинамических процессов в промежуточном ковше МНЛЗ

Вариант исследования Минимальное время пребывания металла в промежуточном ковше, с. Объем застойных зон, м3 Активная площадь контакта металла с ассимилирующим шлаком, м2

1 21,2 0,731 (8,5 %) 6,55 (62,4 %)

2 84,0 1,170(13,6%) 4,60 (43,8 %)

3 а 59,2 0,410 (4,8 %) 5,25 (50,0 %)

б 84,3 0,585 (6,8 %) 7,20 (68,5 %)

в 98,7 0,730 (8,5 %) 5,90 (56,2 %)

4 а 52,7 0,660 (7,7 %) 6,17 (77,4 %)

б 69,2 0,460 (5,4 %) 7,80 (92,8 %)

Оптимальным вариантом распределения потоков является использование в промежуточном ковше перегородок с отверстиями, направляющими поток к поверхности раздела металл-шлак (рисунок 4). В этом случае минимальное время пребывания металла в объеме ковша и площадь его контакта с ассимилирующим шлаком увеличиваются в 3,3 и 1,2 раза, соответственно, а объем застойных зон уменьшается в 1,6 раз по сравнению с базовым вариантом. Анализ данных, полученных кон-дуктометрическим методом (рисунок 5) показал, что при таком варианте конструкции промежуточного ковша распределение водного раствора

№С1 более равномерно. Это обеспечивается разделением перегородками ковша на 3 камеры - приемную и 2 разливочные. В приемной камере металл активно перемешивается и через отверстия в перегородках направляется к поверхности раздела металл-шлак в разливочных камерах. При таком режиме течения расплава создаются благоприятные условия для рафинирования металла, в приемной камере проис-

Время процесса, с.

1 - для базового варианта, 2 - для варинта с использованием перегородок на расстоянии

0,35 м от оси защитной трубы Рисунок 5 -Изменение концентрации №С1 по ходу процесса

ходит коагуляция неметаллических включений, а в разливочных - их перенос к ассимилирующему шлаковому расплаву.

Использование в промежуточном ковше устройств для распределения потоков жидкого металла позволило создать условия для всплы-вания неметаллических включений к шлаковому расплаву, который, в свою очередь, должен обладать комплексом физико-химических свойств, обеспечивающих ассимиляцию всплывающих включений. Кроме того, шлакообразующие смеси (ШОС), применяемые в промежуточном ковше МНЛЗ должны защищать поверхность металла от вторичного окисления и тепловых потерь.

В настоящее время в отрасли нет централизованного производства шлакообразующих смесей для МНЛЗ, а стоимость импортных смесей очень высока. В связи с этим в работе проведено исследование характеристик возможных компонентов ШОС, основную часть которых составляют промышленные отходы региона.

На основе анализа литературных данных и результатов лабораторных исследований разработаны химические составы шлакообразующих смесей для использования в промежуточном ковше (таблица 3).

Таблица 3 - Химический состав разработанных шлакообразующих смесей для промежуточного ковша МНЛЗ

Тип ШОС Химический состав ШОС, %

ЭЮг СаО А1203 №20 К20 Р С0бщ СаО/БЮг

ПК-1 24-34 17-27 5-9 4-9 2-5 10-20 0,5-0,9

ПК-2 40-50 20-30 1-7 2-5 1-4 8-18 0,4-0,8

Исследование физико-химических свойств разработанных смесей проводили на микропечи оптическим методом при 35-50 кратном увеличении в отраженном свете для определения температуры плавления ШОС и с использованием ротационного вискозиметра для определения вязкости шлаковых расплавов (таблица 4).

Таблица 4 - Результаты исследований физико-химических свойств ШОС

Тип ШОС Насыпная объемная масса, т/м3 Угол естественного откоса, град Температура плавления, °С Вязкость, Па с при температуре, °С

1300 1400

ПК-1 0,55-0,65 24-34 1250-1350 2,25-2,55 1,60-1,90

ПК-2 0,45-0,60 25-35 1220-1320 1,85-2,15 1,25-1,55

Результаты исследования физико-химических свойств разработанных смесей подтвердили их высокую ассимилирующую способность и теплоизолирующие свойства.

4 Разработка, исследование и совершенствование технологии рафинирования стали в промежуточном ковше слябовой МНЛЗ

ОАО «ЗСМК»

Слябовая МНЛЗ ОАО «Западно-Сибирский металлургический комбинат» (ОАО «ЗСМК») предназначена для разливки заготовок сечением 200 (250)х 1050-1750 мм. При этом скорость разливки в зависимости от марки стали, толщины заготовки и температуры металла в промежуточном ковше составляет 1,0-1,8 м/мин. Проектная производительность машины составляет 2,4 млн. т. стали в год. Конструктивно слябовая МНЛЗ является двухручьевой машиной криволинейного типа с базовым радиусом технологической оси 10 м и металлургической длиной 27,4 м. Марочный сортамент слябовой МНЛЗ включает 4 группы марок сталей в зависимости от содержания углерода: низкоуглеродистые (<0,085 % [С]), перитектические (0,085-0,145 % [С]), среднеуглеродистые (0,1460,250 % [С]) и высокоуглеродистые (> 0,250 % [С]) стали. Основной сортамент разливаемого металла составляют низкоуглеродистые низкокремнистые стали, раскисленные алюминием, для производства автомобильного листа, к которому предъявляются высокие требования по содержанию неметаллических включений.

Разливка металла производится через промежуточный ковш номинальной емкостью 60 т, конструкция которого представлена на рисунке 6 (базовый вариант). При этом из сталеразливочного ковша металл поступает в промежуточный ковш с использованием двух защитных труб, смещенных к задней стенке. Затем при подаче металла под уровень с использованием погружных стаканов металл поступает в прямолинейный кристаллизатор с медными стенками высотой 900 мм. Гидравлический механизм качания обеспечивает перемещение кристаллизатора с амплитудой 0-12 мм и частотой качания 0-400 мин'1.

При опытно-промышленных исследованиях было разлито 4 опытные серии (43 плавки) раскисленной алюминием низкоуглеродистой низкокремнистой стали в заготовки сечением 250*1250 мм со скоростью 1,2 м/мин по различным вариантам:

1) с использованием огнеупорных перегородок - серия из 9 плавок;

2) с использованием огнеупорных перегородок с подачей аргона -серия из 11 плавок;

3) с использованием огнеупорных перегородок с подачей аргона и «турбостопами» - серия из 11 плавок;

4) с использованием огнеупорных перегородок с подачей аргона, «турбостопами» и применением в рабочих ваннах разработанных составов ШОС - серия из 12 плавок.

А - А

Рисунок 6 - Конструкция промежуточного ковша слябовой МНЛЗ ОАО «ЗСМК»

В качестве сравнительной использовалась серия из 11 плавок с разливкой через промежуточный ковш базовой конструкции.

Из промежуточного ковша в начале, середине и конце разливки опытных и сравнительных плавок отбирали пробы металла и шлака параллельно из приемной и одной из разливочных камер, разделенных огнеупорными перегородками, с одновременным замером температуры металла. Для исследования макроструктуры из заготовок вырезали темплеты на следующих плавках в серии: 1-ый вариант исследования -на 2, 6, 8 плавках; 2-ой вариант - на 2, 5, 8, 10; 3-ий вариант - на 2, 5, 10; 4-ый вариант - на 2, 6,10.

Исследования показали, что в промежуточном ковше, оборудованном устройствами для распределения потоков металла, наблюдается более стабильный температурный режим в рабочих ваннах по сравнению с разливкой через промежуточный ковш базовой конструкции (таблица 5). Так, средние значения потерь тепла за время разливки одной плавки на сравнительной серии составляли 6,2°С, в приемной камере на опытных сериях - 6,5°С, а в рабочих около 4°С. При этом разница температур стали между приемной и разливочными камерами в среднем за плавку составляла: без подачи аргона - 2,5°С, при донной продувке аргоном - 4,6°С, что свидетельствует об охлаждающем эффекте при использовании аргона. Изменение температуры металла в промежуточном ковше по ходу разливки представлено в таблице 6.

Таблица 5 - Средние значения температуры стали в промежуточном ковше

Вариант исследования Такп, °С Температура стали в ПК по ходу разливки плавок, "С

В приемной камере В рабочих камерах

Начало разливки Середина разливки Конец разливки 4T (тах-конец) Начало разливки Середина разливки Конец разливки ДТ (шах-конец)

1 1597 1565 1564 1559 7,3 1559 1562 1558 4,9

2 1597 1565 1564 1560 6,6 1556 1561 1557 3,9

3 1594 1561 1561 1559 4,1 1556 1558 1556 3,2

4 1599 1563 1562 1556 8,0 1553 1556 1553 3,9

Сравнительный 1591 1562 1559 1556 6,2

Таблица 6 - Изменение температуры стали в промежуточном ковше

AT,

Вариант исследования Приемная - разливочные камеры

Такп—Тпт® Такп - Тпк-1 Т пк-1 — Тлика Начало Середина Конец

разливки разливки разливки

min - max среднее

1 58-69 25-38 20-44 -3-13 -1-5 -2-4

65,8 31,8 33,9 4,2 2,2 1,0

53-67 17-34 25-46 5-16 0-6 1-6

60,0 26,8 33,1 7,6 3,6 2,7

59-71 26-40 24-38 2-10 1-6 0-4

63,5 33,2 30,3 5,3 3,1 2,1

63-74 27-44 23-40 6-14 6-9 1-8

67,5 35,7 31,9 9,0 5,4 4,4

Сравни- 53-67 20-41 20-43

тельный 60,4 31,4 29,0

Примечание: ТАКп - температура стали на агрегате ковш-печь перед выдачей на разливку; ТПк-1 - температура стали в приемной камере промежуточного ковша при первом замере.

На опытно-промышленных исследованиях по первым трем вариантам в промежуточном ковше применяли импортную двухслойную шлако-образующую смесь, состоящую из активного слоя (Stollberg Glutin Slag cam) и теплоизолирующего (Stollberg Glutin RS-10). Анализ шлакового режима в промежуточном ковше выявил значительное изменение состава жидкого ассимилирующего покровного слоя по сравнению с исходным. В первую очередь из-за подплавления высококремнистого теплоизолирующего слоя наблюдается резкое повышение содержания Si02 и снижение СаО, и за счет этого уменьшение основности шлакового расплава с 15 до менее 1. Также наблюдается повышение и колебание в

широких пределах содержания МдО, МпО и РеО, что говорит о влиянии ковшевого шлака, попадающего в приемную камеру из сталеразливоч-ного ковша в конце каждой плавки.

По содержанию и изменению А1203 в шлаке промежуточного ковша можно, в целом, отметить тенденцию его увеличения и в приемной, и в разливочных камерах, как от плавки к плавке в серии, так и от начала до конца разливки каждой плавки. При этом в приемной камере промежуточного ковша опытных плавок (кроме варианта №1 без подачи аргона) его содержание было выше, чем на сравнительных, что подтверждает ассимиляцию А1203. Также отмечено, что при использовании устройств типа «турбостоп» увеличение А1203 в шлаке происходит более интенсивно. Это объясняется тем, что металл, поступая в промежуточный ковш попадает в «турбостоп», после чего поток металла направляется к поверхности приемной ванны, что обеспечивает перенос неметаллических включений А1203 непосредственно к шлаковому расплаву.

Среднее повышение содержания А1203 в шлаке разливочных камер в серии плавок между максимальными и минимальными значениями по различным вариантам технологии составило 4,9-16,1 % (абс.) или больше на 15,5-69,7 %. В приемной ванне эти значения были, соответственно, 10,7-14,6 % (абс.) или больше на 27,2-38,6 %, что свидетельствует о более активном процессе ассимиляции включений шлаком в разливочных камерах.

При использовании в разливочных камерах разработанных шлако-образующих смесей (таблица 3) установлено, что по технологичности и теплоизоляции показатели ШОС типа ПК-1 несколько ниже ПК-2. Комкования, спекания порошков на «зеркале» металла не наблюдалось, смеси расплавлялись и быстро растекались по поверхности металла, закрывая его полностью ровным слоем. Теплопотери металла в процессе разливки плавок находились на уровне импортных смесей (5-19°С за плавку, средние - 7,9°С) и составили: ШОС ПК-1 - в пределах 6-19°С, средние - 8,9°С; ПК-2 - в пределах 4-18°С, средние - 8,1°С. Значительных проблем с разливаемостью, затягиванием разливочных стаканов тугоплавкими оксидами алюминия, отклонениями по химическому составу металла, качеству поверхности, формы и структуры слябовых заготовок, а также науглероживанием металла по сравнению с использованием импортных ШОС не наблюдалось.

Анализ макроструктуры производили по оценке серных отпечатков по стандартным шкалам «ЭМв-Оетад». Макроструктуру изучали в пробах стали из промежуточного ковша и образцах, вырезанных из заготовок. Исследования выполняли на оптическом микроскопе «№ор[ю1 32» и на сканирующем электронном микроскопе иЕ01- ^М-6460 IV. При этом на оптическом определяли загрязненность проб неметаллическими включениями, а на электронном - их химический состав. Наиболее высокие показатели качества макроструктуры были получены при ис-

пользовании в промежуточном ковше перегородок с подачей аргона (вариант №2), где наблюдалось относительное уменьшение показателей по дефектам: «осевая ликвация» и «точечные включения» на 20,0 и 8,7 %, соответственно (таблица 7).

Таблица 7- Развитие дефектов макроструктуры слябовых заготовок

Вариант исследования Кол-во тем-пле-тов, шт. Показатели качества макроструктуры слябов в баллах по шкалам БМв-Оетад Химический состав маркировочной пробы, %

гшп-тах среднее

ОЛ ТВ УТ ТУС ТПО ГТ [С] [Мп] [Б]

1 6 2-3 2-4 1-2 1-2 2,0 1,0 0,044-0,048 0,244-0,260 0,015-0,021

2,8 2,5 1,5 1,5 0,046 0,254 0,017

2 8 2,0 2-3 1-2 1-2 2,0 1,0 0,045-0,047 0,246-0.275 0,009-0,014

2,1 1,3 1,3 0,046 0,256 0,012

3 4 2-3 2-3 2,2 2-3 2,0 2,0 1,0 0,038-0,040 0,230-0,260 0,015-0,016

2,5 2,3 0,039 0,245 0,016

4 5 2-3 2-3 2-3 2-3 2-3 3,0 2-4 0,034-0,046 0,241-0,247 0,014-0.020

2,6 2,4 2,2 2,4 2,4 0,038 0,245 0,017

Сравнительный 12 2-3 2-3 1-3 1-2 1-2 1,8 1-2 0,031-0,042 0,220-0,277 0,008-0.025

2,5 2,3 1,5 1,5 1,3 0,037 0,248 0,016

Примечание: ОЛ - осевая ликвация. ТВ - точечные включения; УТ - уг-

ловые трещины; ТУС - трещины на узкой стороне; ТПО -трещины на поперечном образце; ГТ - гнездообразные трещины.

Загрязненность стали неметаллическими включениями (таблица 8) оценивали по количеству неметаллических включений разных типов и размеров (от 4 мкм и более) на всей площади шлифа при увеличении >«250. Далее площадь шлифа приводили к 1 см2, пересчитывая при этом количество неметаллических включений размером 4-8 мкм. Количество более крупных неметаллических включений определяли на всей площади шлифа.

Анализ на неметаллические включения показал, что во всех пробах металла из промежуточного ковша основную массу составили включения корунда с примесью МдО размером от 4 до 8 мкм. Кроме единичных неметаллических включений на некоторых шлифах встречались скопления корунда с примесью МдО в оболочке МпЭ, а также отдельные гетерогенные неметаллические включения сложного состава размером до 840 мкм, представляющие собой частицы шлаковой фазы и продукты размывания футеровки сталеразливочного и промежуточного ковшей.

Таблица 8 - Количество неметаллических включений размерами 4-8 мкм в пробах металла из промежуточного ковша

Вариант иссле следования Количество НВ в пробах из ПК, шт. Количество НВ в пробах из заготовок, шт./1 см2

Приемная ванна Рабочая ванна Край заготовки Середина заготовки I

Начало разливки Середина разливки Конец разливки I Начало разливки Середина разливки Конец разливки I

1 34-50 - 20-37 20-50 42-64 46-58 31-45 31-64 37-57 34-50 34-57

42 29 37 54 52 37 47 46 41 43

2 33-41 - 28-44 28-44 28 28 28-42 18-35 18-42 29-53 36-49 29-53

37 38 37 35 28 30 42 40 41

Сравнительные 64 64 52-58 59-68 52-68 - - - - 46-49 54-58 46-58

55 64 60 48 56 52

Все включения в заготовках, в отличие от проб металла из промежуточного ковша, не превышали в размерах 8 мкм и представлены корундом с примесью МдО в оболочке МпЭ, что свидетельствует об ассимиляции покровным шлаком крупных, в т.ч. гетерогенных, включений.

В металле из промежуточного ковша и заготовках опытных плавок среднее количество неметаллических включений было меньше, чем в сравнительных. При этом более высокие показатели были получены при использовании перегородок с подачей аргона.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны математические модели и проведены численные исследования гидродинамики и теплопереноса в промежуточном ковше МНЛЗ. Установлено, что конструкция промежуточного ковша без дополнительных устройств для организации потоков не позволяет обеспечить рафинирование металла от неметаллических включений и равномерное распределение температурных полей в объеме расплава.

2. Выполнен анализ условий подобия и определены основные параметры физической модели промежуточного ковша МНЛЗ. Разработана экспериментальная установка и обоснована методика исследования.

3. Результаты исследования гидродинамических процессов показали, что при использовании в промежуточном ковше дополнительных устройств для распределения потоков жидкого металла увеличивается время пребывания металла в ковше, что способствует всплыванию неметаллических включений и их ассимиляции шлаковым расплавом. Установлено, что при разделении промежуточного ковша перегородками с

отверстиями на приемную и разливочные камеры увеличивается площадь активного контакта жидкого металла со шлаковым расплавом и уменьшается объем застойных зон, а циркуляция металла в приемной камере обеспечивает высокую степень гомогенизации.

4. Проведенные в условиях кислородно-конвертерного цеха №2 ОАО «ЗСМК» опытно-промышленные исследования показали, что в промежуточном ковше, оборудованном огнеупорными перегородками, обеспечивается более стабильный температурный режим в разливочных камерах по сравнению с разливкой через промежуточный ковш базовой конструкции.

5. Анализ проб металла из промежуточного ковша и заготовок на количество и состав неметаллических включений показал высокую эффективность предложенных мероприятий при удалении неметаллических включений. Установлено, что при использовании перегородок с подачей аргона количество включений в пробах металла значительно меньше относительно использования перегородок без продувки аргоном.

6. Разработаны компонентные и химические составы шлакообра-зующих смесей для промежуточного ковша МНЛЗ, обладающих высокой ассимилирующей способностью и теплоизолирующими свойствами. При опытно-промышленных исследованиях с использованием в разливочных камерах промежуточного ковша разработанных шлакообразующих смесей получены высокие показатели по технологичности и теплоизоляции.

7. Полученные в работе результаты использованы при совершенствовании технологии непрерывной разливки стали и разработке оптимальной конструкции промежуточного ковша слябовой МНЛЗ ОАО «Западно-Сибирский металлургический комбинат» и внедрены в учебный процесс ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет».

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Протопопов Е.В. Разработка составов шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали / Е.В. Протопопов, C.B. Фейлер, Д.Б. Фойгт [и др.]. II Вестник горно-металлургической секции РАЕН. Отделение металлургии: - сб. науч. тр. М. - Новокузнецк, 2007 г. -вып.18 - С. 86-93.

2. Фейлер C.B. Численное моделирование гидродинамики металла в промежуточном ковше слябовой МНЛЗ / C.B. Фейлер, Е.В. Протопопов, Л.А. Ганзер [и др.] // Вестник горнометаллургической секции РАЕН. Отделение металлургии: - сб. науч. тр. М. - Новокузнецк, 2008 г. - вып.22 - С. 65-73.

3. Протопопов E.B. Исследование гидродинамики металла в промежуточном ковше слябовой МНЛЗ / Е.В. Протопопов, C.B. Фейлер, Л.А. Ганзер [и др.] // Теория и практика сталеплавильных процессов: Труды XIII Международной научно-практической конференции. -Днепропетровск, Украина. Новости науки Приднепровья, серия: Инженерные дисциплины. - 2008, №, № 3-4, - С. 54-56.

4. Протопопов Е.В. Совершенствование конструкции промежуточного ковша слябовой МНЛЗ для дополнительного рафинирования металла / Е.В. Протопопов, C.B. Фейлер, В.П Комшуков [и др.] И Труды X Международного конгресса сталеплавильщиков. М., Черметинформация, 2008. - С. 69-73.

5. Фейлер C.B. Исследование гидродинамических процессов и разработка технологии рафинирования стали в промежуточном ковше слябовой МНЛЗ / C.B. Фейлер, Е.В. Протопопов, Л.А. Ганзер // Научное наследие И.П. Бардина: труды научно-технической конференции. Новокузнецк - 2008. - С. 93-98.

6. Фейлер C.B. Технологические особенности применения шлакообра-зующих смесей в промежуточном ковше / C.B. Фейлер, A.C. Кисельников // Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения: труды Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Новокузнецк, 2008. - Вып. 12. - Ч. III. Теоретические науки. - С. 154-156.

7. Фейлер C.B. Исследование особенностей рафинирования стали в промежуточном ковше МНЛЗ / C.B. Фейлер, Е.Е. Емельянова // Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения: труды Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Новокузнецк, 2008. - Вып. 12. - Ч. III. Теоретические науки. - С. 157-160.

8. Фейлер C.B. Разработка математической модели и численные расчеты гидродинамических потоков стали в промежуточном ковше слябовой МНЛЗ / C.B. Фейлер, Е.В. Протопопов, В.П. Комшуков [и др.] II Известия вузов. Черная металлургия. - 2008.№ 12. - С. 15-21.

9. Протопопов Е.В. Разработка оптимального состава шлакообразую-щих смесей для промежуточного ковша слябовой МНЛЗ / Е.В. Протопопов, C.B. Фейлер, Л.А. Ганзер // Металлургия: технологии, управление, инновации, качество: Труды Всероссийской научно-практической конференции, - Новокузнецк 2008, - С. 61-65.

10. Feiler S.V. Hydrodynamic Fluxes of Steel in the intermediate Ladle of a Continuous-Casting Machine / S.V. Feiler, E.V. Protopopov, V.P. Komshukov [et al.]// Simultaneous English language translation of the journal is available from Allerton Press, Inc Distributed worldwide by Springer. Steel in Translation. 2008, Vol. 38, No. 12. - p 961 -967.

11.ФейлерC.B. Численное моделирование теплопереноса в промежуточном ковше машины непрерывного литья заготовок / C.B. Фейлер,

Е.В. Протопопов, В.П. Комшуков [и др.] // Известия вузов. Черная металлургия. - 2009. № 2. - С. 13-17.

12.Протопопов Е.В. Исследование гидродинамики металла в промежуточном ковше слябовой МНЛЗ I Е.В. Протопопов, С.В. Фейлер, Л.А. Ганзер [и др.] // Черная металлургия. Бюл. НТИ. - 2009. - № 2. - С. 24-27.

13.Feiler S.V. Simulation of Heat Transfer in the Intermediate Ladle of a Continuous-Casting Machine / S.V. Feiler, E.V. Protopopov, V.P. Komshukov [et a\.\H Simultaneous English language translation of the journal is available from Allerton Press, Inc Distributed worldwide by Springer. Steel in Translation. 2009, Vol. 39, No. 2. - p 103 - 107.

Изд.лиц. ИД №01439 от 05.04.2000_

Подписано в печать 11.11.2009 г. Формат бумаги 60x84 1/16 Усл.печ.л. 1,34

Уч. -изд. л. 1,50_Тираж 100 экз._Заказ 799_

ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42, Издательский центр ГОУ ВПО «СибГИУ»

Введение

ГЛАВА 1 Современное состояние процессов непрерывной разливки стали и направления развития способов повышения качества непрерывнолитой заготовки.

1.1 Тенденции развития современных технологий и оборудования для непрерывной разливки стали.

1.2 Общая характеристика качества непрерывнолитой заготовки

1.3 Технологические особенности обработки металла в промежуточном ковше МНЛЗ.

1.4 Применение шлакообразующих смесей в промежуточном ковше МНЛЗ.

1.5 Постановка задач исследования.

ГЛАВА 2 Исследование гидродинамических и теплообменных процессов в промежуточном ковше слябовой МНЛЗ методами численного моделирования.

ГЛАВА

2.3 Выводы по главе 2.

Исследование и разработка технологических рафинирования металла в промежуточном ковше. вариантов

3.1 Анализ условий моделирования, экспериментальная установка и методика проведения исследований гидродинамических процессов.

3.2 Результаты физического моделирования гидродинамических процессов в промежуточном ковше.

3.3 Подбор исходных материалов и теоретическая проработка составов шлакообразующих смесей.

3.4 Исследование физико-химических свойств шлакообразующих смесей.

3.5 Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4 Разработка, промышленное исследование и совершенствование технологии рафинирования стали в промежуточном ковше слябовой МНЛЗ ОАО «ЗСМК».

4.1 Исходные условия и методика проведения исследования.

4.2 Результаты исследования технологии разливки стали на слябовой МНЛЗ с использованием рафинирующих устройств в промежуточном ковше.

4.3 Выводы по главе 4.

Актуальность работы. Эффективность всего процесса производства стали проявляется на стадии непрерывной разливки, так как управление формированием заготовки позволяет реализовать положительные результаты, достигнутые на предыдущих стадиях сталеплавильного передела и обеспечить получение высококачественной конечной продукции — стального проката. Наоборот, неуправляемость или недостаточная управляемость процессом затвердевания стали может привести к тому, что даже хорошо подготовленный расплав не позволит получить качественный металлопрокат.

В связи с этим в мировой металлургии процессу непрерывной разливки уделяется особое внимание. Доля стали, разливаемой на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), непрерывно увеличивается. В настоящее время во всем мире более 90 % [1] производимой стали разливается по этой технологии. Так, в странах Европейского союза, США и Канаде она составляет около 97 % [1-5]. В Российской Федерации в период 1994-2008 гг. объемы стали, разливаемой на МНЛЗ, возросли в 2,3 раза и достигли 38,1 млн. т. Ведущие металлургические комбинаты страны уже сегодня разливают 100 % стали на МНЛЗ (Магнитогорский, Новолипецкий, Череповецкий и Оскольский металлургические комбинаты). Высокая доля непрерывной разливки достигнута на Нижнетагильском, Челябинском и Западно-Сибирском металлургических комбинатах [6]. Причем- доля непрерывной разливки в общей массе разливаемой стали составляет 76,4 % [7]. По прогнозу Минпромэнерго к 2015 г. на МНЛЗ различного типа будут разливать более 98 % стали массового производства [7].

Достигнутый к настоящему времени уровень технологии непрерывной разливки стали позволяет производить широкий сортамент металлопродукции повышенного качества. В то же время, требования к качеству стального проката, в первую очередь листового, в последние годы значительно возросли.

К качеству непрерывнолитых заготовок для производства металлопродукции ответственного назначения предъявляются высокие требования по содержанию вредных примесей, а также количеству, составу и характеру расположения неметаллических включений, степени развития осевой структурной и химической неоднородности [8-11].

В настоящее время требуемый химический состав стали достигается при продувке в конвертере чугуна с регламентируемым содержанием серы и фосфора. Затем на установке ковш-печь и в вакууматоре производится раскисление, легирование и обработка металла [12-14]. Необходимые физико-химические свойства и качество непрерывнолитой заготовки обеспечиваются технологией разливки и применяемым оборудованием МНЛЗ.

Важным технологическим узлом современной МНЛЗ является промежуточный ковш, его конструкция оказывает значительное влияние на качество продукции [15-17]. В настоящий момент использование промежуточного ковша расширяется до функций универсального агрегата для дополнительного рафинирования стали, усреднения металла по химическому составу и температуре. Оснащение ковшей специальными гидродинамическими устройствами позволяет оптимизировать перемешивание металла и создать благоприятные условия для его рафинирования.

Несмотря на большое количество работ, посвященных вопросам рафинирования стали в промежуточном ковше, критерии, которые определяют параметры рафинирующих устройств, четко не обозначены. В связи с этим исследование процессов рафинирования металла в промежуточном ковше является актуальной задачей.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планами научно-исследовательских работ ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» в рамках научно-технической программы Рособразования «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» подпрограммы «Производственные технологии».

Цель работы. На основе теоретических и экспериментальных исследований гидродинамических и теплообменных процессов в промежуточном ковше машины непрерывного литья заготовок найти эффективные пути совершенствования известных и разработки новых технологических вариантов повышения качества слябовой заготовки.

Научная новизна.

- разработаны и реализованы математические модели гидродинамики и теплопереноса в промежуточном ковше. Получена новая информация о распределении потоков металла и температурных полей в объеме промежуточного ковша;

- разработаны и предложены усовершенствованные варианты установок и методик физического моделирования для изучения особенностей гидродинамических процессов в промежуточном ковше при различных технологических вариантах непрерывной разливки слябовых заготовок;

- на основе исследований физико-химических свойств шлаковых расплавов разработаны химические и компонентные составы шлакообразующих смесей для защиты металла и ассимиляции неметаллических включений в промежуточном ковше МНЛЗ;

- с использованием результатов численных и экспериментальных исследований гидродинамических процессов в промежуточном ковше разработаны новые технологические варианты повышения качества непрерывнолитых слябовых заготовок.

Практическая значимость и реализация результатов. Полученные в работе научные результаты использованы при совершенствовании технологии непрерывной разливки стали на слябовой МНЛЗ ОАО «ЗападноСибирский металлургический комбинат».

Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс в ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» и используются при подготовке студентов специальности «Металлургия черных металлов» (150101), специализации «Металлургия стали» по учебным дисциплинам «Разливка и непрерывная разливка стали», «Основы научных исследований», а также при курсовом и дипломном проектировании.

Внедрение результатов работы в учебный процесс и применение в производстве подтверждены соответствующими документами.

Предмет защиты и личный вклад автора. На защиту выносятся основные положения, представляющие научную новизну и практическую значимость:

- результаты численных исследований гидродинамических и теплообменных процессов в промежуточном ковше МНЛЗ;

- методика и результаты физического моделирования процессов гидродинамики в промежуточном ковше МНЛЗ;

- результаты физико-химических исследований! свойств1 шлакообразующих смесей (ШОС) для непрерывной разливки стали;

- практические, результаты отработки технологии непрерывной разливки слябовых заготовок с использованием оптимизированной, конструкции промежуточного ковша и разработанных составов ШОС.

Автору принадлежит: постановка задач , теоретических и экспериментальных исследований; разработка экспериментальной установки для исследования гидродинамических процессов в промежуточном ковше и методики проведения исследований; анализ результатов численных и экспериментальных исследований, обработка и обобщение данных опытно-промышленных исследований.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертации доложены и обсуждены на: Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения» (г. Новокузнецк, 2008 г.); Х1П Международной научно-практической конференции «Теория и практика сталеплавильных процессов» (г. Днепропетровск, Украина, 2008 г.); X Международном конгрессе сталеплавильщиков (г. Магнитогорск, 2008 г.); Научно-технической конференции «Научное наследие И.П. Бардина» (г. Новокузнецк, 2008 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Металлургия: технологии, управление, инновации, качество» (г. Новокузнецк, 2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, из них 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК для опубликования результатов кандидатских и докторских диссертаций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка использованных источников из 187 наименований, приложений и содержит 164 страницы текста, 56 рисунков, 21 таблицу.

3. Результаты исследования гидродинамических процессов показали, что при использовании в промежуточном ковше дополнительных устройств для распределения потоков жидкого металла увеличивается время пребывания металла в ковше, что способствует всплыванию неметаллических включений и их ассимиляции шлаковым расплавом. Установлено, что при разделении промежуточного ковша перегородками с отверстиями на приемную и разливочные камеры увеличивается площадь активного контакта жидкого металла со шлаковым расплавом и уменьшается объем застойных зон, а циркуляция металла в приемной камере обеспечивает высокую степень гомогенизации. 1

4. Проведенные в условиях кислородно-конвертерного цеха №2 ОАО «ЗСМК» опытно-промышленные исследования показали, что в промежуточном ковше, оборудованном огнеупорными перегородками, обеспечивается более стабильный температурный режим в разливочных камерах по сравнению с разливкой через промежуточный ковш базовой конструкции.

5. Анализ проб металла из промежуточного ковша и заготовок на количество и состав неметаллических включений показал высокую эффективность предложенных мероприятий при удалении неметаллических включений. Установлено, что при использовании перегородок с подачей аргона количество включений в пробах металла значительно меньше относительно использования перегородок без продувки аргоном.

6. Разработаны компонентные и химические составы шлакообразующих смесей для промежуточного ковша МНЛЗ, обладающих высокой ассимилирующей способностью и теплоизолирующими свойствами. При опытно-промышленных исследованиях с использованием в разливочных камерах промежуточного ковша разработанных шлакообразующих смесей получены высокие показатели по технологичности и теплоизоляции.

7. Полученные в работе результаты использованы при совершенствовании технологии непрерывной разливки стали и разработке оптимальной конструкции промежуточного ковша слябовой МНЛЗ ОАО «Западно-Сибирский металлургический комбинат» и внедрены в учебный процесс ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения диссертационной работы, направленной на развитие теоретических основ и практических аспектов технологии непрерывной разливки стали слябовых заготовок, получены следующие основные результаты:

1. Разработаны математические модели и проведены численные исследования гидродинамики и теплопереноса в промежуточном ковше МНЛЗ. Установлено, что конструкция промежуточного ковша без дополнительных устройств для организации потоков не позволяет обеспечить рафинирование металла от неметаллических включений и равномерное распределение температурных полей в объеме расплава.

2. Выполнен анализ условий подобия и определены основные параметры физической модели промежуточного ковша МНЛЗ. Разработана экспериментальная установка и обоснована методика исследования.

1. IISI: Steel Statistical Yearbook 2005 // Intern. Iron and Steel Inst., Committee on Economic Studies, Brüssel, Belgien. — 2005. — S. 15/16.

2. Лякишев Н.П. Развитие технологии непрерывной разливки стали / Н.П. Лякишев, А.Г. Шалимов. М.: ЭЛИЗ, 2002. - 208 с.

3. Адно Ю.Л. Черная металлургия России. Проблемы структурного обновления / Ю.Л. Адно // Черные металлы. Январь 2007. - С. 24-30.

4. Юзов О.В. Тенденции развития мирового рынка стали / О.В. Юзов,

5. A.M. Седых // Бюлл. НТИ «Черная металлургия». 2004. - №8. - С. 3-14.

6. Катунин В.В. Черная металлургия стран. Современное состояние и ' перспективы / В.В. Катунин // Бюлл. НТИ «Черная металлургия». 2008. -№ 11.-С.З-15.

7. Смирнов А. Сталь России / А. Смирнов, В. Сафонов // Металл бюллетень. Украина. Май 2008. - № 5 (131). - С. 34-43.

8. Супрун C.B. Металлофонд и качество лома / C.B. Супрун, А.Е. Семин // Вторичные металлы. 2008. -№ 1/2. - С. 38-43.

9. Синельников В.А. О типах МНЛЗ и качестве непрерывнолитых слябов для производства проката особо ответственного назначения /

10. B.А. Синельников, В .Я. Генкин, A.B. Лейтес // Бюлл. НТИ «Черная металлургия». 2006. - № 2. - С. 34-39.

11. ХарстеК. Новая МНЛЗ фирмы Dillinger Huttenwerke первый этап производства толстых листов с наивысшими требованиями к качеству / К Харсте, И. Клингбайль, Ф. Швинн и др. // Черные металлы. - 2000. - № 7. — С. 47-53.

12. Ю.Родионова И.Г. О роли неметаллических включений в ускорении процессов локальной коррозии нефтепромысловых трубопроводов из углеродистой и низколегированной стали / И.Г. Родионова, О.Н. Бакланова, А.И. Зайцев // Металлы. 2004. - № 5. - С. 13-18.

13. Разумов С.Д. Систематизация дефектов структуры непрерывнолитой стали и пути их устранения / С.Д. Разумов, В.Е. Родионов, A.A. Заверюха // Сталь. 2002. - № 11. - С. 26-29.

14. Кудрин В.А. Теория и технология производства стали: учебник для вузов / В.А. Кудрин. М.: Мир, 2003. - 527 С.

15. Смирнов А. Конвертируемый металл / А. Смирнов // Металл бюллетень. Украина. Ноябрь 2007. - № 11 (125).

16. Дюдкин Д.А. Современная технология производства стали / Д.А. Дюдкин, В.В. Кисиленко. -М.: Теплотехник, 2007. 528 с.

17. Ефимов В.А. Технологии современной металлургии / В.А. Ефимов, A.C. Эльдарханов. М.: «Новые технологии», 2004. - 784 с.

18. Лисиенко В.Г. Сооружение промышленных печей. Проектирование плавильных комплексов: Справочное издание / В.Г. Лисиенко, Я.М. Щелоков, М.Г. Ладыгичев. Кн. 3, т. I. - М.: Теплотехник, 2007. - 865 с.

19. Исаев О.Б. Промежуточный ковш ключевое функциональное звено для получения высококачественной металлопродукции / О.Б. Исаев, О.В. Носоченко, Л.С. Лепихов и др. // Сталь. - 2001. - №7. С. 20-23.

20. Шварцмайер В. Непрерывная разливка / В. Шварцмайер. -М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1962. — С. 388.

21. Wolf M. Henry Bessemer et la coulee continue / M. Wolf // La Revue de Metallurgie. Janvier 2001. - S. 63-73.

22. Бессемер Г. Производство бесконечного стального листа непосредственно из жидкого металла // Stahl und Eisen. 1891. - №1. - С.921-926.

23. Маркович В. Развитие технологии литья тонких полос / В.Маркович // Металлоснабжение и сбыт. Апрель 2002. — С. 66-70.

24. Сорокин М.Е. Михаил Голдобин: судьба изобретателя / Металлург.- 1991. -№11. — С.40-43.

25. БровманМ. О перспективах развития непрерывного литья металлов / М. Бровман // Национальная металлургия. Май 2004. — № 5. - С. 66-70.

26. Лузгин В.П. Энергетика металлургических процессов и проблема «Устойчивого развития» / В.П. Лузгин, O.A. Махт // Черные металлы.- Февраль 2008. С. 9-14

27. Лисин B.C. Ресурсоэкологические проблемы XXI века и металлургия / B.C. Лисин, Ю.С. Юсфин. М.: Высшая школа, 1998. - 446 с.

28. Лякишев Н.П. Металлургия стали на пороге третьего тысячелетия / Н.П. Лякишев, A.B. Николаев // Электрометаллургия. 2002. - № 1.

29. Мортон Дж. Непрерывная разливка стали // Чугун и сталь. 1955. - №5.- С.167-171.

30. Лисиенко В.Г. Сооружение промышленных печей. Проектирование плавильных комплексов: Справочное издание / В.Г. Лисиенко, Я.М. Щелоков, М.Г. Ладыгичев. Кн. 1, т. I. - М.: Теплотехник, 2006.- 566 с.

31. Дюдкин Д.А. Производство стали. Том 1: Процессы выплавки, внепечной обработки и непрерывной разливки стали / Д.А. Дюдкин, В.В. Кисиленко. -М.: «Теплотехник», 2008. — 528 с.

32. DegnerM. SteelManual / M. Degner, R. Fandrich, G. Endemiann et al.. Gmbh, Dusseldorf: Verlag Stahleisen, 2007. -P. 185.

33. Лякишев Н.П. Сравнительная характеристика состояния кислородно-конвертерного производства стали в России и за рубежом / Н.П. Лякишев, А.Г. Шалимов. М.: Элиз, 2000. - 64 с.

34. Шевелев Л.Н. Тенденции и перспективы развития мирового рынка стали / Л.Н. Шевелев, О.В. Юзов // Труды четвертого конгресса сталеплавильщиков, 1996.-С. 6-16.

35. Паршин В.М. Непрерывная разливка в модернизации черной металлургии России / В.М. Паршин, Ю.Е. Кан // Труды четвертого конгресса сталеплавильщиков, 1996. С. 327-329.

36. Паршин В.М. Разработка и внедрение отечественных технических решений для создания УНРС мирового уровня и модернизации действующих УНРС на предприятиях черной металлургии / В.М. Паршин, A.B. Куклев // Электрометаллургия. 2004. - № 9. - С. 2-8.

37. Флик А. Технология непрерывной разливки ФАИ. Как компетенция выливается в удовлетворение заказчиков / А. Флик, К. Мёрвальд,

38. Й. Лагшютцер и др. // Материалы Международной конференции «Технологии и оборудование для внепечной обработки и непрерывной разливки стали». — М.: «Теплоэнергетик», 2006. — С. 53-73.

39. Дьяченко В.Ф. Освоение новой слябовой МНЛЗ с вертикальным участком в ЭСПЦ ОАО «ММК» / В.Ф. Дьяченко, A.B. Сарычев, А.Б. Великий и др. // Сталь. 2007. - № 2. - С. 47-48.

40. Буланов Л.В. Машины непрерывного литья заготовок. Теория и расчет / Л.В. Буланов, Л.Г. Корзунин, Е.П. Парфенов и т.д.. Екатеринбург: Уральский центр ПР и рекламы, 2003. — 320 с.

41. Куклев A.B. Научно-производственная компания «Корад»: достижения в области непрерывной разливки стали / A.B. Куклев // Сталь. 2007. - № 3. -С. 14-17.

42. Бочек А.П: Оптимизация эксплуатационных характеристик МНЛЗ / А.П. Бочек, И.Н: Фентисов, Б.В. Небога и др.' // Сталь. 2007. - № 1. - С. 22-24.

43. Охотский В.Б. Пути оптимизации сталеплавильных процессов. Непрерывная разливка / В.Б. Охотский // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2007. — № 4. — С. 22-24.

44. Дюдкин Д.А. Качество непрерывнолитой заготовки / Д.А. Дюдкин. К.: Тэхника, 1988.-253 с.

45. Смирнов А.Н. Процессы непрерывной разливки: Монография /

46. A.Н. Смирнов, B.JL Пилюшенко, A.A. Минаев и др.. Донецк: ДонНТУ,2002. 536 с.

47. Шульте Ю.А. Неметаллические включения в электростали / Ю.А. Шульте. -М.: Металлургия, 1964.-207 с.

48. Вдовин К.Н. Рафинирование металла в промежуточном ковше MHJI3: Монография / К.Н. Вдовин, М.В. Семенов, В.В. Точилкин.- Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. 118 с.

49. РутесВ.С. Теория непрерывной разливки / B.C. Рутес, В.И. Аскольдов, Д.П. Евтеев и др.. М.: «Металлургия», 1971. — 296 с.

50. Добронравов А.И. Предупреждение дефектов непрерывнолитых слябов: Учебное пособие / А.И. Добронравов, С.К. Носов, В.Г. Суспицын.- Магнитогорск: МГМА, 1997. 57 с.

51. Дюдкин Д.А. Производство стали. Том 3. Внепечная металлургия стали / Д.А. Дюдкин, В.В. Кисиленко. М.: «Теплотехник», 2008. - 544 с.54.0йксГ.Н. Производство стали / Г.Н. Ойкс, Х.М.Иоффе. -М.:

52. Металлургия, 1975. 480 с. 55.Явойский В.И. Металлургия стали / В.И. Явойский, Ю.В. Кряковский,

53. B.П. Григорьев и др.. М.: Металлургия, 1983. — 584 с.

54. The Making, Shaping and Treating of Steel, 11th Edition Casting Volume Электронный ресурс. USA, Pittsburgh, PA: The AISE Steel Foundation, 2003. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

55. Зубарев А.Г. Теория и технология производства стали для МНЛЗ / А.Г. Зубарев. М.: Металлургия, 1986. - 232 с.

56. Смирнов А.Н. Совершенствование защиты стали от вторичного окисления при разливке на МНЛЗ / А.Н. Смирнов, А.П. Фоменко, H.A. Орлов и др. //Сталь.-1998.-№ 11.-С. 19-23.

57. Губенко С.И. Трансформация неметаллических включений / С.И. Губенко. М.: Металлургия, 1991. - 224 с.

58. Куклев A.B. Оптимизация гидродинамических характеристик промежуточного ковша УНРС с целью удаления экзогенных неметаллических включений / A.B. Куклев, В.В. Тиняков, Ю.М. Айзин и др. //Металлург. -2004. -№4.- С. 47-49.

59. Кислица В.В. Совершенствование и внедрение комплексной технологии рафинирования стали в промежуточных ковшах МНЛЗ /В.В. Кислица,

60. Е.А. Чичкарев, О.Б. Исаев // Новости науки Приднепровья. 2008. - № 3-4.-С. 43-47.

61. Голубцов В.А. Теория и практика введения добавок в сталь вне печи / В.А. Голубцов. Челябинск, 2006. - 423 с.

62. Кудрин В.А. Внепечная обработка чугуна и стали / В.А. Кудрин. М.: Металлургия, 1992. - 336 с.

63. Ефимов В.А. Современные технологии разливки и кристаллизации сплавов / В.А. Ефимов, A.C. Эльдарханов. — М.: Машиностроение, 1998. -360 с.

64. Ефимова В.Г. Гидродинамика промежуточного ковша и ее влияние на удаление неметаллических включений / В.Г. Ефимова // Металлургическая и горнорудная промышленность. — 2004. — № 8. -С. 157-158.

65. Gulhrie R. On-Line measurements of inclusions in steelmaking operations / R. Gulhrie, H. Lee // Steelmaking Conference Proceedings. 1992. - P. 804805.

66. Collur M.M. Use of flow modifiers to improve performance of a tundish / M.M. Collur, D.B. Love, B.V Patil // ISS Steelmaking Conference, Chicago. -April 1997.

67. Носоченко O.B. Разработка, исследование и внедрение технологии рафинирования сталей при их разливке в промежуточных ковшах МНЛЗ / О.В. Носоченко, JI.C. Лепихов, В.П. Крутиков и др. // Металл и литье Украины. 1998. - № 7-8. - С. 24-26.

68. Либерман А. Л. Рафинирование стали в промежуточном ковше / А.Л. Либерман, В.А. Дубровин // Труды I конгресса сталеплавильщиков. -М.-1993.-С. 223-224.

69. Нисковских В.Н. Машины непрерывного литья слябовых заготовок / В.Н. Нисковских, С.Е. Карлинский, А.Д. Беренев. М.: Металлургия, 1991.-272 с.

70. Мс Lean A. The turbulent tundishcon taminator or refiner / A. Mc Lean // 7st Steelmak. Conf. Proc. Toronto. - 1988. - Vol. 71. - P. 3-23.

71. Лагерберг Ж.Л. Новый подход к непрерывному измерению температуры в промежуточном ковше / Ж.Л. Лагерберг, В.В. Ольденбург, Р.С. Хьюсман и др. // Черные металлы. Сентябрь 2005. — С. 26-28.

72. ГассР. Совершенствование работы МНЛЗ путем использования результатов точного и надежного непрерывного измерения температуры / Р. Гасс, Р. Костио, М. Кендалл // Черные металлы. Сентябрь 2007. - С. 47-52.

73. Беленький A.M. Измерение температуры в металлургии / A.M. Беленький, А.Н. Бурсин, М.Ю. Дубинский и др. // Черные металлы. -Январь 2007. -С. 17-23.

74. Беленький A.M. Температура: теория, практика, эксперимент: справочное издание в 3 т. Т.2: Измерение температуры в промышленности и энергетике / A.M. Беленький, М.Ю. Дубинский, М.Г. Ладыгичев: М.: Теплотехник, 2007. — 731 с.

75. Russo T.J. Continuous Temperature Measurement of Liquid Steel in the Tundish: Three Years of Operating History at Bethlehem Steel-Sparrows Point / TJ. Russo, R.M. Phillippi // Tundish Metallurgy. Vol. 2. - 1991. - P. 87-96.

76. Анализ эффективности раннего обнаружения шлака при сливе металла из одних металлургических емкостей в другие Электронный ресурс.- Режим доступа: http://www.technoap.ru/articles/shlak.litm. 21.10.2008.

77. Носоченко О.В. Технология ввода реагентов в промежуточный ковш при разливке стали на МНЛЗ / О.В. Носоченко, Д.А. Лившиц, А.Я. Бабанин и др. // Сталь. 2007. - № 6. - С. 13-16.

78. Протопопов E.B. Непрерывная разливка стали и формирование навыков управления МНЛЗ: Учеб. пособие / Е.В. Протопопов, Л.А. Ганзер. -Новокузнецк: СибГИУ, 2006. 132 с.

79. Troniman J. Plasma tundish heating at Nucor Steel Nebraska / J. Troniman, D. Comacho // Iron and Steel Engineer. V. 73. - P. 39-44.

80. CheekD.L. Description of the Reverse Polarity Hollow Electrode Plasma Heating System // D.L. Cheek // Proc. Steelmaking Conf. V. 75. - 1992. -P. 405-406.

81. CamachoD.P. Plasma Tundish Heating at Nucor- Norfolk Design Considerations and Operating Results / D.P. Camacho, J.W. Troutman, D.L. Cheek // Proc. Steelmaking Conf. - V. 78. - 1995. - P. 321-329.

82. Matsumoto К. The Implementation of Tundish Plasma Heater and its Application for Improvement of Steel Qualities / K. Matsumoto et al. // Proc. 6th Intl. Iron Steel Congress. V. 3. - 1990. - P. 222-229.

83. Suzuki I. Development of Tundish Induction Heater for High Quality Continuously Cast Blooms / I. Suzuki et al. // Tundish Metallurgy. Vol. 1.- 1990.-201-207.

84. Shiraishi A. Improvement of Internal Quality by Stable Casting Under Low Teeming Temperature Using Tundish Induction Heater / A. Shiraishi et al. // Proc. 6th Intl. Iron Steel Congress. V. 3. - 1990. - P. 264-270.

85. Синельников В.А. Создание пилотной установки для подогрева стали в промежуточном ковше MHJI3 с использованием низкотемпературной плазмы / В.А. Синельников, М.-Э.Х. Исакаев, Р.Х. Амиров // Бюлл. НТИ «Черная металлургия». 2005. - №8. - С. 32-37.

86. Пат. 2072143 Россия, МПК6 B22D11/10. Способ непрерывной разливки металла / В.И. Уманец, Г.Н. Окороков, В.И. Лебедев и др.. -№ 94020471/02; заявл. 01.06.1994; опубл. 20.01.1997.

87. Дагман А.И. Гидродинамика потоков в промежуточном ковше при поточном струйно-циркуляционном вакуумировании стали / А.И. Дагман, О.Н. Голубев, В.И. Уманец // Изв. вузов. Черная металлургия. — 1999.- № 2. — С. 46-49.

88. Пат. 2034678 Россия, МПК6 B22D11/10. Способ обработки металла в процессе непрерывной разливки / В.И. Уманец, В.И. Лебедев, В.Н. Битков и др.. -№ 93021135/02; заявл. 22.04.1993; опубл. 10.05.1995.

89. Кудрин В.А. Обработка стали на установках непрерывной разливки / В.А. Кудрин // Итоги науки и техники. Производство чугуна и стали.- Т. 20. М.: ВИНИТИ, 1990. - С. 97-99.

90. Поточный вакууматор, совмещенный с MHJI3 Электронный ресурс. Режим доступа: http://www. vniimetmash.m/products/vacuum/vacuum.shtml. -18.11.2008.

91. Шалимов А.Г. Повышение качества непрерывнолитого металла за счет электромагнитного перемешивания и новые разработки в этой области / А.Г. Шалимов // Бюлл. НТИ «Черная металлургия». Приложение «Сталеплавильное производство» — 2004. 23 с.

92. Чуйков Б.И. Электромагнитное перемешивание на установках непрерывной разливки / Б.И. Чуйков // Итоги науки и техники. Производство чугуна и стали. Т. 20. - М.: ВИНИТИ, 1990. - С. 117-188.

93. Кунстрайх С. Современное состояние и новые направления развития электромагнитной обработки жидкой стали / С. Кунстрайх, П.Х. Дауби // Черные металлы. Сентябрь 2005. - С. 18-25.

94. Ефимов Г.В. Управление процессом рафинирования стали в промежуточном ковше / Г.В. Ефимов // Сталь. 2001. - № 4. — С.-24-27.

95. Рудой Л.С. Повышение качества непрерывнолитых заготовок на Днепровском металлургическом комбинате / JI.C. Рудой, А.П. Чуванов, Л.М. Учитель и др. // Сталь. 2003. - № 2. - С. 44-47.

96. Дюдкин Д.А. Производство стали на агрегате ковш-печь / Д.А. Дюдкин, С.Ю. Бать, С.Е. Гринберг и др.. Донецк: ООО «Юго-Восток, ЛТД», 2003.-300 с.

97. Söder M. Inclusion Growth and Removal in Gas-Stirred Ladles / M. Söder, P. Fonsson, L. Sonsson // Steel: Research int. -Vol.75. -2004. -№2. -P. 128-138.

98. Либерман А.Л. Фильтрация стали в процессе непрерывной разливки / А.Л. Либерман, В. А. Коржавин, Т.Н.Попова и др. // Сталь. -1992. № 4. - С. 16-18.

99. Демин Е.Н. Возможность удаления неметаллических включений из расплава при помощи пенокерамических фильтров / Е.Н. Демин // Сталь. -2005.-№7.-С. 43-44.

100. Schade J. Clean Steel with Improved Tundish Design and Practices / J Schade // Tundish Metallurgy. Vol. 2. - 1991. - P. 3-76.

101. Uemura K. Filtration of Nonmetallic Inclusions in Steel / K. Uemura et al. // Proc. 6th Intl. Iron Steel Congress. 1990. - № 3. - P. 535-542.

102. Hiraki S. Influence of Tundish Operations on the Quality of Hot Coils During High-Speed Continuous Casting / S. Hiraki et al. // Iron & Steelmaker. 1999. - № 26:3. - P. 47-52.

103. Мюллер П. Применение погружных стаканов с различными системами покрытий / П. Мюллер, Т. Грелинг, Р. Румпф // Черные металлы. Март 2008.-С. 36-38.

104. Климанчук В.В. Эффективность защиты металла, разливаемого непрерывным способом /В.В. Климанчук, А.П. Бочек, С.А. Лавринишин и др. / Сталь. 2007. - № 1. - С. 20-22.

105. Харлашин П.С. Изучение окислительной способности шлаков, образующихся в промежуточном ковше при использовании смесей на цементной основе / П.С. Харлашин, Т.А. Левицкая // Металл и литье Украины. 2005. - № 3-4. - С. 135-137.

106. Yamagami A. Characteristics of Large Cross-section Bloom Caster for Seamless Tubular Products / A. Yamagami et al. // The Shrouding of Steel Flow for Casting and Teeming. 1986. — P. 61-71.

107. AckermanMJ. A Perspective of Practical Issues Relating to Tundish Development / MJ. Ackerman, W.G. Orban // Iron & Steelmaker. -2003. -April.-P. 41-43.

108. Кабаков З.К. Совершенствование гидродинамики жидкой стали в промежуточном ковше при непрерывной разливке / З.К. Кабаков, Г.А. Волкова, А.Ф. Сарычев и др. // Труды второго конгресса сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 1994. - С. 299-302.

109. Uchida S. Production of super clean steel by slab continuous casting process / S. Uchida, T. Masaoka, H. Uchibori // Nippon Kokan Techn. Rept. 1982. -№36.-P. 42-54.

110. Новожилов В.В. Установившиеся турбулентные течения несжимаемой жидкости / В.В. Новожилов, В.А. Павловский. СПб: СПбМТУ, 1998. -284 с.

111. Гущин В.Н. Оптимизация конструкций шлакоуловительных и вихрегасящих систем в промежуточных ковшах / В.Н. Гущин, В.М. Паршин, А.В. Куклев // Сталь. 2007. -№ 12. - С. 19-21.

112. Белоусов В.В. Моделирование гидродинамических и теплофизических процессов в промежуточном ковше / В.В. Белоусов, Ф.В. Недопекин // Складш техшчш системи i процеси. — 2003. — № 1. С. 72-80.

113. Ефимова В.Г. Физическое моделирование на прозрачных средах процессов, протекающих в раздаточной камере промежуточного ковша MHJI3 / В.Г.Ефимова // Металл и литье Украины. 2003. -№ 1-2. - С.23-25.

114. Аникаева А.А. Рафинирование металла от неметаллических включений в промковше слябовой MHJI3 / А.А. Аникаева, Е.А. Казачков // Вестник Приазовского государственного технического университета. 1999. -№ 8.

115. Vayrynen P.J. On Validation of Mathematical Fluid Flow Models for Simulation of Tundish Water Models and Industrial Examples /

116. P.J. Vayrynen, S.K. Vapalahti, S J. Louhenkilpi Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.flow3d.ru. - 25.10.2008.

117. McLean A. Fluid Flow Aspects / A. McLean // Tundish Metallurgy. Vol. 1. -1990.-79-129.

118. Куклев A.B. Снижение дефектов непрерывнолитых слитков с помощью вставок-вихрегасителей в промежуточном ковше УНРС / А.В. Куклев, В.В. Тиняков, Ю.М. Айзин и др. // Металлург. 2004. - № 5. - С. 3334.

119. Редько Г.А. Некоторые особенности развития вихреобразных потоков при истечении металла из промковша / Г.А. Редько, А.Н. Смирнов, Е.В. Штепан и др. // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2004. - № 8. - С. 180-183.

120. McLean A. Chemical and Physical Interactions During Transfer Operations /. • A. McLean, L.J. Heaslip, I.D. Sommerville // Continuous Casting. Vol. 1. -1983.-67-84.

121. Chen JJ. Study of a Tundish Using a 1/3-Scale Water Model / JJ. Chen et al. // Proc. Steelmaking Conf. Vol. 78. - 1995. - P.593-598.

122. Schade J. Physical Modeling and Visualization of Liquid Steel Flow Behavior During Continuous Casting / J. Schade, L J. Heaslip // Proc. Alex McLean Symposium. 1998. - P. 223-237.

123. Damle C.S. The Effect of Tracer Density on Melt Flow Characterization in Continuous Casting Tundishes A Modeling Study / C.S. Damle, Y. Sahai // ISIJ Intl. - 1995. - 35:2. - 163-169.

124. Рудой Л.С. Движение потоков жидкой стали в кристаллизаторе / Л.С. Рудой // Труды второго конгресса сталеплавильщиков. — М. 1994. - С.299-302.

125. Зекели Дж. Компьютерное конструирование промежуточного разливочного устройства / Дж. Зекели, Н. Эль-Кадах // Инжекционная металлургия, 83. -М: Металлургия. 1990. - С. 134-146.

126. Зекели Дж. Турбулентность и перемешивание в технологических процессах ковшевой металлургии / Дж. Зекели, Н. Эль-Кадах // Инжекционная металлургия, 86. М: Металлургия. — 1990. - С. 90-105.

127. Манохин А.П. Получение однородной стали / А.П.Манохин. М.: Металлургия, 1978. - 224 С.

128. БушМ. Результаты работы МНЛЗ для литья ультрашироких слябов на заводе «IPSCO STEEL» / M. Буш, Т. Цирази, Д. Ватцингер // Steel Times International. 2002. - С. 18-20.

129. Cowley R.W. Cleanliness Improvements Using a Turbulence-Suppressing Tundish Impact Pad / R.W. Cowley, G.D. Lawson, B. Jardine // Proc. Steelmaking Conf. 1995. - № 78. - P. 629-636.

130. Фукс Э. Технология «Турбостоп» оптимизация течения в промежуточных ковшах для улучшения качества стали и увеличения производительности / Э. Фукс и др. // Материалы шестого конгресса сталеплавильщиков, 2000. - С. 455-457.

131. Хорошие В.Н. Производство высококачественной стали в условиях конвертерного производства новолипецкого металлургического комбината / В.Н. Хороняк, C.B. Себякин, В.Н. Елфимов и др. // Бюл. НТИ «Черная металлургия». 2007. - № 7. - С. 14-16.

132. Ефимов В.А. Физические методы воздействия на процессы затвердевания сплавов / В.А.Ефимов, А.С. Эльдарханов // -М.: Металлургия, 1995. 272 с.

133. Cameron S.R. The Reduction of Tundish Nozzle Clogging During Continuous Casting at Dofasco / S.R. Cameron // Proc. Steelmaking Conf. 1992. - № 75. - P. 327-332.

134. Тимохин О.А. Исследование движения металла в промежуточном ковше МНЛЗ / О.А. Тимохин // Черные металлы. Февраль 2002. - С. 18-21.

135. Lowry M.L. Thermal Effects on th Flow of Liquid Steel in Continuous Casting Tundishes / M.L. Lowry, Y. Sahai // Iron and Steelmaker. 1992. -19:3.-P. 81-86.

136. Damle C.S. A Criterion for Water Modeling of Non-isothermal Melt Flows in Continuous Casting Tundishes / C.S. Damle, Y. Sahai // ISIJ Intl: 1996. -36:6.-P. 681-689.

137. Зекели Дж. Теплопередача и массоперенос при перемешивании, металла в разливочном ковше / Дж. Зекели // Инжекционная металлургия. 1981. -С. 199-215.

138. Чичко А.Н. Моделирование процесса растворения углеродсодержащих порошков при обработке стали в ковше / А.Н. Чичко, Н.В. Андрианов, С.В. Терлецкий // Сталь. 2005. - № 5. - С. 23-27.

139. Не Y. Fluid Dynamics of Continuous Casting Tundishes Mathematical Modeling / Y. He, Y. Sahai // Tundish Metallurgy. - Vol. 1. - 1990. - P. 5160.

140. Дюдкин Д.А. Математическое моделирование потоков металла в трехсекционном промежуточном ковше слябовой МНЛЗ / Д.А. Дюдкин, А.Я. Бабанин, В.В. Белоусов // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2006. - № 4. - С. 47-50.

141. Куклев А.В. Эффективность рафинирования стали в промежуточном ковше с перегородками / А.В. Куклев, В.В. Тиняков, Ю.М. Айзин и др. // Металлург. 2004. - № 8. - С. 43-44.

142. Шеховцов Е.В. Оптимизация состава утепляющей смеси для промежуточных ковшей / Е.В. Шеховцов, JI.K. Федоров, Е.Р. Ларикова и др. // Сталь. 2005. - №2. - С. 43-44.

143. Топтыгин A.M. Совершенствование защитных шлакообразующих смесей для промежуточных ковшей МНЛЗ / A.M. Топтыгин, Е.Г. Полозов, Ю.М. Айзин и др. // Сталь. 2007. - № 3. - С. 20-24.

144. Климанчук В.В. Технология применения и разработка составов шлакообразующих и утепляющих смесей для МНЛЗ нового поколения / В.В. Климанчук, Э.Н. Шебаниц, А.А. Ларионов и др. // Бюл. НТИ «Черная металлургия». 2005. - № 8. — С. 38-42.

145. Варгафтика Н.Б. Теплофизические свойства веществ: справочник / Н.Б. Варгафтика. Л.: Госэнергоиздат, 1956. - 367 с.

146. NakatoH. Mechanism of Alumina Dissolution in Molton Flux in Strand ' Casting Mold / H. Nakato, T. Emi and E. Ejima // Tetsu-to-Hagane. Vol. 60.-№4.-March 1974.-P. A15-A18.

147. Sorimachi K. Influence of Mould Powder on Breakout Caused by Sticking / K. Sorimachi, M. Kuga, M. Saigusa et al. // Sakuraya Fachberichte Hythenpraxis. 1982. - Vol. 20. - № 4.

148. Лейтес А.В. Защита стали в процессе непрерывной разливки стали / А.В. Лейтес / М.: Металлургия, 1984. - 197 с.

149. Шебаниц Э.Н. Разработка защиты зеркала металла в сталеразливочном ковше / Э.Н. Шебаниц, А.А. Ларионов, Б.В. Небога и др. // Материалы конференции ПГТУ. Сентябрь 2000. - С. 38-40.

150. Ногтев В.П. К вопросу о выборе состава шлакообразующей смеси для непрерывной разливки стали / В.П. Ногтев, А.Ф. Сарычев, С.В. Горостин и др. // Материалы шестого конгресса сталеплавильщиков, 2000. -С. 579-582.

151. Kijar J. The current status of tundish covering slags in a slab caster plant / J. Kijar, P. Kovac, E. Steranka et al. // Metallurgia. 2004. - Vol. 43.- № 7. P. 59-62.

152. NakatoH. Physical and Chemical Properties of Casting Powders Affecting the Mold Lubrication During Continuous Casting / H. Nakato, T. Sakuraya, T. Nozaki et al. // Mold Powders for Continuous Casting and Bottom Pour Teeming, ISS. 1987. - P. 23-29.

153. Moore A.J. An Overview For The Requirements Of Continuous Casting Mould Fluxes / A.J. Moore, R.J. Phillips, T.R. Gibbs // Proc. 74th Steelmaking-Conf., 14. 17. - April 1991. - Washington D.C., USA. - S. 615/21.

154. Лейтес A.B. Требования к шлакообразующим смесям для производства непрерывнолитых заготовок / А.В. Лейтес // Электрометаллургия.- 2000. № 4. - С. 26-30.

155. Шульц Т. Экологически безопасные шлакообразующие смеси для процесса непрерывной разливки / Т. Шульц, Д. Янке, Х.П. Хеллер и др. // Черные металлы. Сентябрь 2008. - С. 32-40.

156. Шеель Р. Влияние состава разливочного порошка на свойства шлака при разливке сталей на MHJI3 / Р. Шеель, В. Корте // Черные металлы. -1987.-№7.-С. 18-25.

157. Eitel H.J. Entwicklung und Produktion von Gießpulvergranulat mittels Spruhtrocknungsverfahren sowie dessen Bedeutung fur die Stahlindustrie / H.J. Eitel. RWTH Aachen, 1990.

158. Лейтес A.B. Влияние защитных ШОС, используемых в кристаллизаторе МНЛЗ, на загрязненность фторидами рабочей зоны / A.B. Лейтес, А.И.Зайцев, Б.М. Могутнов и др. // Электрометаллургия. 2001. - № 9. -С. 23-25.

159. ТИ-105-СТ.ЭС-22-01 Разливка стали на УНРС-1 электросталеплавильного цеха, ОАО «Северсталь». — Череповец, 2001.

160. Куклев А.В. Использование новых шлакообразующих смесей для непрерывной разливки стали в АО «Серп и молот» / А.В. Куклев, Р.В. Какабадзе, A.M. Топтыгин и др. // Сталь. 1999. — № 3.

161. Матвеев В.В. Новые шлакообразующие смеси для разливки рельсовой стали / В.В. Матвеев, JI.K. Федоров, Н.М. Милютин и др. // Сталь. -2000.-№5.-С. 26-27.

162. Огурцов А.П. Методы расщепления в задачах гидродинамики и тепломассопереноса / А.П. Огурцов, С.Е. Самохвалов, Т.Ж. Надрыгайло. Днепропетровск: Системные технологии, 2003. - 260 с.

163. Фейлер С.В. Разработка математической модели и численные-расчеты гидродинамических потоков стали в промежуточном ковше слябовой MHJI3 / С.В. Фейлер, Е.В. Протопопов, В.П. Комшуков и др. // Известия вузов. Черная металлургия. 2008.№ 12. — С. 15-21.

164. Никитенко Н.И. Сопряженные и обратные задачи тепломассопереноса / Н.И. Никитенко. Киев: Наукова думка, 1988. - 240 с.

165. Дыхненко JI.H. Основы моделирования сложных систем / Л.Н. Дыхненко, В.Ф. Кабаненко, И.В. Кузьмин и др.. Киев: Высшая школа, 1982. - 224 с.

166. Еронько С.П. Физическое моделирование процессов внепечной обработки и разливки стали / С.П. Еронько, C.B. Быковских. Киев: «Техшка», 1998. - 136 с.

167. Гречко A.B. Практика физического моделирования на металлургическом заводе / A.B. Гречко, Р.Д. Нестеренко, Ю.А. Кудинов. — М.: «Металлургия», 1976. 224 с.

168. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа: Учебник для вузов / Л.Г. Лойцянский. -М.: Наука, 1987. 840 с.

169. Страхович К.И. Гидро- и газодинамика / К.И. Страхович. М.: Наука, 1980.-304 с.

170. Швыдкий B.C. Механика жидкости и газа: Учебное пособие для вузов / B.C. Швыдкий, Ю.Г. Ярошенко, Я.М. Гордон и др.. М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. - 464 с.

171. Васильев В.П. Аналитическая химия. В 2 кн. Кн.2: Физико-химические методы анализа: учеб. для студ. вузов, обучающихся по химико-технол. спец. / В.П. Васильев. 5-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2005. — 383 с.

172. ВТИ 107-СТ.КК2-04-05 Непрерывная разливка стали на слябовой МНЛЗ кислородно-конвертерного цеха№2 ОАО «ЗСМК». -Новокузнецк, 2005.

173. Ulead VideoStudio 11. Руководство пользователя Электронный ресурс. Корпорация InterVideo Digital Technology, март 2007. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

174. Дорошенко В.А. Определение температуры плавления сталеплавильных шлаков: метод, рекомендации / В.А. Дорошенко, H.A. Чернышева. Новокузнецк: СибГИУ. - 2007. - 14 с.

175. Дорошенко В.А. Определение вязкости сталеплавильных шлаков: метод рекомендации / В.А. Дорошенко, H.A. Чернышева. — Новокузнецк: СибГИУ.-2007.- 16 с.