автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Разработка, совершенствование и внедрение технологии внепечной обработки стали в условиях ОАО "НТМК"

На правах рукописи

003056784

ВИНОГРАДОВ СЕРГЕЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА, СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В УСЛОВИЯХ ОАО «НТМК»

Специальность 05.16.02-Металлургиячерных, цветных и редких металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2007

003056784

Работа выполнена в ОАО «Нижнетагильский металлургический комбинат» и ГУ Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Жучков Владимир Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Дерябин Анатолий Андреевич;

кандидат технических наук Смирнов Адольф Алексеевич

Ведущее предприятие:

ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат»

Защита состоится 27 апреля 2007 г. в 1300 часов на заседании диссертационного совета Д 004.001.01 при ГУ Институт металлургии УрО РАН по адресу: 620016, г. Екатеринбург, ул. Амундсена, 101, в актовом зале.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке УрО РАН.

Автореферат разослан «_» марта 2007 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 004.001.01, д.т.н.

Дмитриев А.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Среди основных конструкционных материалов сталь занимает и в обозримом будущем будет занимать главенствующую роль. Увеличивается не только ежегодное производство стали, но и темпы его прироста.

В то же время российская металлургия значительно отстает по ряду технико-экономических показателей от развитых стран. Для производства 1 т проката полная энергоемкость составляет 1,3 т условного топлива, полная трудоемкость 14,5 чел/ч, а в странах ЕС соответственно 1,0 т и 5,6 чел/ч.

Черпая металлургия России должна сохранить за собой внутренний рынок и выйти на внешний рынок за счет комплексного повышения качества и снижения ресурсоемкости продукции. Эти задачи в полной мере относятся и к сталеплавильному производству ОАО «Нижнетагильский металлургический комбинат» (НТМК).

Внепечная обработка остается главным звеном тонкой доводки стали, обеспечивающей получение в ней низкого содержания серы, фосфора, газов и неметаллических включений (НВ).

Конвертерный цех ОАО «НТМК» с середины 90-х годов прошлого столетия начал осваивать технологию внепечной обработки стали, используя агрегаты ковш-печь, циркуляционные вакууматоры, машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Освоение технологии внепечной обработки стали в ОАО «НТМК» выявило ряд недостатков.

Раскисление и модифицирование стали производились в разных агрегатах, на разных стадиях технологического процесса, различными видами ферросплавов и методами ввода. При этом наблюдались значительные колебания в величинах усвоения алюминия и кальция, их содержания в стали. Это приводило к неудовлетворительным показателям разливаемости металла и снижению его качества. Срок службы огнеупорных материалов конвертеров, патрубков вакууматоров из-за интенсивного механического и химического износа был весьма низок.

Несмотря на то, что отечественная металлургия располагает достаточно большим опытом использования внепечной обработки стали, для освоения процессов ее внепечной обработки в условиях ОАО «НТМК» его было недостаточно, поскольку даже для аналогичных оборудования и технологии каждое предприятие имеет свои специфические особенности

з

производства, включая марочный сортамент продукции, набор агрегатов, огнеупоров, сырья. Поэтому необходимо было в условиях конвертерного цеха ОАО «НТМК» опробовать и внедрить новые элементы технологии внепечной обработки стали, позволяющие получать экономию материалов, снижать энергоемкость, повышать рентабельность производства и улучшать экологическую обстановку.

В связи с этим работы по совершенствованию и внедрению технологии внепечной обработки стали в условиях ОАО «НТМК» весьма актуальны.

Цель работы.

Разработка и внедрение новых ресурсосберегающих технологических решений по раскислению и модифицированию спокойных марок сталей, улучшению условий их разливки на МНЛЗ, торкретированию футеровки агрегатов как основы повышения эффективности производства при внепечной обработке стали.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- изучить в лабораторных условиях основные физико-химические характеристики алюминийсодержащих . сплавов и силикокальция (температуру плавления, плотность, степень усвоения ведущих элементов);

провести математическое моделирование процессов ввода силикокальция различными способами с расчетом времени плавления сплава и разработать рекомендации по методам ввода сплава, скорости погружения порошковой проволоки в расплав;

- изучить в промышленных условиях коэффициенты перехода алюминия и кальция в сталь, улучшить разливаемость стали на МНЛЗ;

- определить целесообразность применения ферроалюминия и ферроалюмомагния для раскисления стали;

- изучить влияние состава огнеупорных материалов и технологических факторов на срок службы футеровки металлургических агрегатов и определить конструкцию установки для торкретирования футеровки этих агрегатов;

- внедрить в конвертерном цехе ОАО «НТМК» новые элементы технологии внепечной обработки стали, позволяющие получить экономию материалов, снизить энергоемкость и повысить экологичность и рентабельность производства.

Научная новизна работы.

1. Изучены температура плавления и плотность алюминийсодержащих сплавов и силикокальция, применяемых в конвертерном цехе ОАО «НТМК».

2. Определены в лабораторных и промышленных условиях коэффициенты усвоения алюминия и кальция в стали для ферроалюминия, ферросиликоалюминия, ферроалюмомагния, силикокальция и алюминия с получением новых сведений об эффективности применения этих материалов.

3. Впервые проведено моделирование и сравнение процессов плавления ферросиликокальция, вводимого в сталь куском, инжекцией порошка и порошковой проволокой.

Практическая значимость работы.

1. Предложены технологические приемы раскисления стали в конвертерном цехе ОАО «НТМК», позволяющие увеличить и стабилизировать усвоение алюминия и кальция, снизить расход материалов.

2. Установлены для вакуумированной и невакуумированной сталей величины отношения Са/А1, позволяющие обеспечивать разливаемость металла на МНЛЗ без затягивания погружных стаканов.

3. Установлена целесообразность использования новых раскислителей (ферроалюминия и ферроалюмомагния), позволившая снизить расход материалов-раскислителей и механизировать их подачу в ковш.

4. Разработаны и внедрены в конвертерном цехе ОАО «НТМК» новые способы увеличения стойкости огнеупорных материалов: применение клеевых композиций в кладке футеровки, нейтрализаторов активности ковшевого шлака, усиление жесткости конструкции днища вакуумкамеры.

5. Разработаны и внедрены торкрет-установки пневмомеханической конструкции, использование которых при торкретировании патрубков вакууматоров и конвертеров позволило значительно снизить расход огнеупоров и вредные выбросы пыли.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на Международной конференции «Современные проблемы металлургического производства», г. Волгоград, 2002 г.; 7-м конгрессе сталеплавильщиков, г. Магнитогорск, 2002 г.; Международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в металлургии стали: XXI век», г. Донецк (Украина), 2004 г.; 8-м Международном конгрессе

сталеплавильщиков, г. Н.Тагил, 2004 г.; Региональной научной конференции «Физическая химия и технология в металлургии», г. Екатеринбург, 2005 г.; Международной конференции «Теория и практика сталеплавильных процессов», г. Днепропетровск (Украина), 2006 г.

Публикации.

По теме диссертационной работы опубликовано 17 печатных работ, в том числе 11 статей в рецензируемых журналах, получено 2 патента РФ на изобретения.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов по всей работе, списка литературы из 111 наименований и 4 приложений. Работа изложена на 121 странице, содержит 6 рисунков и 29 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко раскрыты сущность и актуальность научно-технической проблемы, определена цель исследований.

В первой главе дан аналитический литературный обзор по современным методам раскисления и модифицирования стали при внепечной обработке. Рассмотрены физико-химические аспекты внепечной обработки стали, раскисления и модифицирования алюминием и кальцием. Приведены данные о состоянии и способах внепечной обработки на металлургических предприятиях мира и России, о службе огнеупоров агрегатов. Определены задачи исследований, направленные на повышение эффективности внепечной обработки спокойной стали широкого сортамента, стойкости футеровки конвертеров и патрубков циркуляционных вакууматоров в ОАО «НТМК».

Во второй главе приводятся материалы исследований физико-химических характеристик ферросплавов, применяемых при раскислении и модифицировании стали. Для исследований применялись промышленные алюминиевые сплавы и силикокальций, используемые на ОАО «НТМК» (табл. 1).

Изучались температура и время плавления, плотность и эффективность усвоения ферросплавов. Температура плавления (начала кристаллизации) определялась фиксированием температурных кривых при охлаждении сплавов (табл. 1). Эксперименты проводились в печи Таммана в атмосфере

б

аргона с применением термопар ВР 5/20, образцы помещались в корундовые тигли диаметром 50 мм. Ошибка измерения температуры не превышала 0,8 %.

Таблица ]

Химический состав и физико-химические свойства сплавов

№ п/п Сплав Химический состав*, % т ** » П , °с Плотность сплавов, кг/м3

Al Si Mg Са Fe кажущаяся истинная

1 Алюминий 99,0 - - - - 660 - 2697

2 Ферроалюминий 29,5 1,5 - - 66,5 1340 5100 5520

3 Ферросиликоалюминии 15,3 62,4 - - 19,1 1210 2950 3020

4 Ферроалюмомагний (КМЖ) 17,5 - 7,5 - 68,8 - 5140 -

5 Силико-кальций - 55,8 - 26,4 15,4 1160 2370 2590

* Указано содержание основных элементов, остальное - примеси.

** Тп - температура начала кристаллизации.

Температура начала плавления алюминия по справочным данным (661 °С) хорошо согласуется с полученной экспериментально. По диаграмме состояния системы Al-Fe для приведенного состава Тп равна 1420 °С, по экспериментальным данным для ферроалюминия 1340 °С, что можно объяснить влиянием примесей, образованием в структуре сплава соединений, имеющих более низкие температуры плавления. Повышенное содержание кремния в ферросиликоалюминии привело к снижению Тп до 1210 °С, что близко к температуре начала плавления ферросилиция с 65 % Si (1250 °С).

Ферроалюмомагний представляет собой конгломерат из спекшихся частиц алюмомагния и чугуна, полученный при заливке жидким

алюмомагнием (30 % 70 % А1) чугунной дроби. При нагреве

ферроалюмомагния в первую очередь происходит плавление алюмомагния, имеющего Т„ = 450 °С, а затем чугуна (Тп = 1350 °С).

Температура и интервалы плавления силикокальция по литературным данным имеют значительный разброс (Тп = 980-1200 °С), что объясняется различием химического состава и методов определения температур плавления. Применяемый на производстве силикокальций имел Т„ = 1160 °С.

Таким образом, все исследуемые ферросплавы по температурам плавления могут быть отнесены к разряду легкоплавких.

Плотность является важным свойством ферросплава, от которого зависят скорость его плавления, степень и стабильность усвоения элементов в стали. Оптимальной принято считать плотность ферросплава в пределах 5000-7000 кг/м3 для осадочного раскисления и 3500-5000 кг/м3 для диффузионного раскисления.

Определяли истинную (пикнометрическим методом) и кажущуюся плотности (табл. 1). Установлено, что требованиям оптимальной плотности отвечают только ферроалюминий и ферроалюмомагний, а остальные рассмотренные сплавы относятся к группе легких сплавов, которые при вводе в сталь будут всплывать на поверхность и в значительной мере окисляться кислородом воздуха и шлака.

Для сравнения эффективности использования различных видов алюминиевых сплавов, применяемых для раскисления стали, были проведены лабораторные эксперименты по определению степени усвоения алюминия в стали.

В рабочую зону печи помещали образцы стали марки 30ХЮ с повышенным содержанием алюминия (0,72 %) и пониженным содержанием кислорода. Присадку раскислителей производили при температуре 1600 °С на поверхность металла, и после выдержки 10 мин проводили отбор проб на анализ. Результаты экспериментов представлены в табл. 2.

Результаты экспериментов подтверждают практические данные о наиболее низком усвоении чистого алюминия. Наибольшая степень усвоения алюминия достигнута при использовании ферроалюминия и ферроалюмомагния. Наибольшее влияние на усвоение алюминия оказывает плотность сплава. Ферросиликоалюминий с низкой плотностью (2950 кг/м3)

имеет низкую степень усвоения как алюминия (34,8 %), так и кремния (27,5 %).

Таблица 2

Результаты экспериментов по раскислению стали алюминийсодержащими ферросплавами

№ п/п Раскислитель Исходная масса образца, г Масса* вводимого раскислителя, Содержание в стали,% Степень усвоения, %

г А1 Si А1 Si

1 Исходная сталь - ■ - 0,72 0,26 - -

2 Алюминий 209,1 2,1 0,93 - 21,4 -

3 Ферроалюминий 208,9 7,1 1,40 0,31 67,9 45,2

4 Ферросилико-алюминий 212,5 13,9 1,07 1,11 34,8 27,5

5 Ферроалюмо-магний 210,0 12,0 1,41 - 69,1 -

* Массу вводимого раскислителя составляли исходя из расчета 1 г алюминия на 100 г стали.

Проведенные эксперименты показали, что использование комплексных алюминийсодержащих сплавов для раскисления стали, особенно ферроалюминия и ферроалюмомагния, целесообразно.

Изучен процесс плавления силикокапьция, вводимого в жидкую сталь различными способами. На ОАО «НТМК» силикокальций вводился кусками и в виде порошковой проволоки. Имеется также опыт других предприятий по вводу силикокальция в виде порошка в струе газа (инжекционный метод). Целесообразно было сопоставить эти способы в одинаковых условиях. Проведен расчет продолжительности плавления силикокальция СК30 для разных методов ввода с применением математической модели.

Процесс плавления сплава делится на три периода. В первый период сплав прогревается и на его поверхности образуется корка намерзшего

расплава; во второй - начинает расплавляться ядро ферросплава; в третий -ядро и корка переходят в жидкое состояние.

Расчеты показали, что процесс плавления ферросплава под коркой стали самый продолжительный, а плавления корки - самый короткий.

Крупность вводимых кусковых ферросплавов составляет обычно 1060 мм. После попадания в жидкую сталь силикокальций СКЗО погружается в расплав всего на 31 % объема (погруженная поверхность 40 %), что приводит к значительному окислению кальция.

В табл. 3 приведены результаты расчетов времени плавления силикокапьция в зависимости от его размера.

Таблица 3

Время плавления силикокальция СКЗО

Крупность, мм Максимальная толщина корки, мм Время плавления, с Крупность, мм Максимальная толщина корки, мм Время плавления, с

0,4 0,15 0,018 10 1,46 0,35

2,0 0,68 0,065 20 2,60 1,35

4,0 0,87 0,089 40 4,68 5,31

6,0 0,91 0,114 60 6,57 11,84

При инжекционном способе введения силикокальций имеет размер частиц 0,4-5,0 мм, время их плавления значительно ниже, чем у более крупных материалов (табл. 3). Скорость вдувания частиц в железоуглеродистый расплав незначительно влияет на время их плавления. Для определения глубины ввода фурмы для вдувания порошка рассчитано время всплывания частиц сплава до их полного плавления, пропорциональное их диаметру. Высоту всплывания частиц сплава СКЗО до полного расплавления (к, м) в зависимости от крупности (с1, мм) в неподвижной стали при температуре 1600 °С можно рассчитывать по предложенной нами зависимости:

И = 0,0668 (1 - 0,0246. (1)

Для расчетов времени плавления порошковой проволоки (ПП) с силикокальцием приняли наружный диаметр и толщину стальной оболочки проволоки 13,0 и 0,8 мм, крупность частиц силикокальция 0,5 мм, скорость движения проволоки в расплаве от 1 до 5 м/с. Время плавления 1 м порошковой проволоки в стальном расплаве составило при движении со скоростью 1 м/с - 1,08 с; 5 м/с - 0,88 с.

Для более полного усвоения силикокальция необходимо, чтобы проволока расплавлялась на расстоянии ~ 4/5 глубины ковша. При температуре стали 1600 °С глубина погружения проволоки до ее расплавления составляет от 1,08 до 4,45 м при скорости ввода от 1 до 5 м/с соответственно.

Расчетами показано, что для условий конвертерного цеха ОАО «НТМК» скорость ввода порошковой проволоки с силикокальцием на глубину 5 м при температуре стали 1600 °С должна находиться в пределах 3,5-5,0 м/с (фактическая скорость 4,0-4,5 м/с). Усвоение кальция при вводе силикокальция кусками и проволокой на ОАО «НТМК» составило соответственно 7 и 22 %.

Инжекционкый способ ввода силикокальция по сравнению с порошковой проволокой позволяет значительно увеличить скорость его подачи в расплав - до 70 кг/мин против 15-25 кг/мин. Этот способ может рассматриваться как альтернативный вводу силикокальция проволокой.

В третьей главе приводятся данные промышленных исследований процессов раскисления и модифицирования стали при внепечной обработке в условиях конвертерного цеха ОАО «НТМК».

Технология внепечной обработки стали, существовавшая в конце 1990-х годов, имела ряд недостатков, для устранения которых требовалось определить наиболее эффективный вид раскислителей; оптимальное время и место ввода этих раскислителей; количество вводимого раскислителя, обеспечивающего хорошую разливаемость стали на МНЛЗ (без затягивания стакана); методы, обеспечивающие улучшение качества отливаемой заготовки и снижение загрязнения окружающей среды.

1. Изучение влияния метода ввода ферросплавов на их усвоение при раскислении стали на установке ковш-печь.

В целях изучения эффективности усвоения различных видов ферросплавов были проведены промышленные испытания (285 плавок)

процессов раскисления и модифицирования невакуумированной стали на установке ковш-печь по трем вариантам: с подачей кусковых алюминия и силикокальция, проволоки алюминиевой и с порошком из силикокальция СК-30, вводимой трайбаппаратом. Усвоение элементов определяли по остаточному содержанию в стали А1 и Са (табл. 4).

Таблица 4

Усвоение А1 и Са при различных способах раскисления

Марка стали Наименование 1 вариант 2 вариант 3 вариант

А1 проволока БЮа проволока А1 кусковой БЮа проволока А1 кусковой Б^а кусковой

Зсп Введено раскислителей, кг/т 0,064 0,625 0,250 0,625 0,250 1,560

Усвоение элементов среднее, % 85,3 А1 20,9 Са 18,9 А1 17,3 Са 18,9 А1 5,0 Са

5 сп Введено раскислителей, кг/т 0,064 0,625 0,250 0,625 0,250 1,560

Усвоение элементов среднее, % 78,0 А1 22,5 Са 19,0 1 22,5 А1 Са 17,6 А1 6,6 Са

Наибольшая эффективность усвоения этих элементов достигается при их вводе в расплав в виде проволоки (вариант 1). Этот метод принят для массового получения спокойной стали различного сортамента в конвертерном цехе ОАО «НТМК».

2. Определение времени и места ввода раскислителей при обработке вакуумированной стали.

Обработка стали алюминиевой и силикокальциевой проволоками на установке ковш-печь до вакуумирования была неэффективной и приводила к значительному угару элементов. Было предложено перенести эту обработку в

вакууматор. Проволоку вводили в последние 3-5 мин вакуумирования. Были исследованы 437 плавок колесной стали. Пробы металла брали после вакуумирования. Результаты исследований приведены в табл. 5.

Таблица 5

Содержание и усвоение кальция и алюминия в колёсной и рельсовой стали . __

Проволока с силикокальцием Алюминиевая проволока

№ Место ввода проволоки Расход, кг/т Содержание Са в стали , % Усвоение Са, % Расход А1 проволоки, кг/т Содержание А1 в стали, % Усвоение А1, %

1 Установка ковш-печь 1,7 Не обн. - 0,10 0,005 50

2 Вакууматор 1,2 0,0025 14 0,18 0,016 89

Усвоение алюминия при его вводе на вакууматоре выросло с 50 до 89 %, а кальций, который полностью угорал, стал усваиваться до 14 %.

Ввод порошковой проволоки около выпускных патрубков вакууматора вызывал их повышенный износ. Для предотвращения такого износа силикокальциевую порошковую проволоку стали вводить сразу после прекращения вакуумирования во время продувки металла инертным газом. Сравнительные данные, полученные на более чем 2000 плавок, показали, что такой ввод проволоки позволил снизить удельный расход торкрет-массы с 1,67 до 1,27 кг/т стали и получить годовой экономический эффект в размере 3,45 млн руб. (в ценах 2001 г.).

Разработанный метод позволил снизить расход порошкового силикокальция для модифицирования на 30 %. Получен патент на изобретение метода ввода проволоки в циркуляционный вакууматор.

3. Улучшение разливаемости металла на МНЛЗ.

В связи с осложением разливки стали на МНЛЗ из-за зарастания разливочных стаканов алюминатами кальция проведены исследования,

направленные на установление приемлемого соотношения в вакуумированной и невакуумированной стали Са/А1, обеспечивающего создание жидких включений системы Са0-А1203. Жидкие включения близки по составу к соединению 12Са07А1203. Для получения такого соединения в стали необходимо иметь определенное соотношение Са/А1, которое зависит от усвоения кальция и алюминия, их окисления во времени, окисленносги металла (по литературным данным 0,15-0,30).

По 360 невакуумированным плавкам разных марок проведена оценка изменения содержания кальция и алюминия в начале и в конце разливки из промежуточного ковша МНЛЗ (табл. 6).

Таблица 6

Среднее содержание в пробах Са и А1 перед началом (числитель) и в конце (знаменатель) разливки

Марка стали Расход материалов, кг/т Содержание в стали А1, % Содержание в стали Са, % Отношение [Са]/[А1]

А1 БЮа

5сп 0,06 0.5 0,007/0,007 0.0019/0,0016 0,27/0,23

35Г 0,06 0,5 0,007/0,007 0,0019/0,0014 0,27/0,20

Содержание алюминия в стали в течение разливки на МНЛЗ не изменяется, а кальция - снижается на 15-26 %. В связи с этим ввод в металл на установке ковш-печь данных элементов достаточен, и в дополнительном вводе А1 и Са в промежуточный ковш во время разливки на МНЛЗ нет необходимости.

Для определения оптимального соотношения Са/А1 в высокоуглеродистом вакуумированном металле (содержание С = 0,58-0,65 %) был проведен ультразвуковой контроль с дальнейшим микроскопическим анализом НВ на микроскопе ЫеорЬо):-21. В результате испытаний установлено, что в плавках, характеризующихся отношением Са/А1 = 0,05-0,085, имеются нежелательные включения неглобулярой формы, которые обнаруживались при зарастании разливочных стаканов. Для стали с Са/А1 = 0,085-0,14 таких включений не обнаружено, затягивания стаканов алюминатами кальция на этих плавках не было. В дальнейшем показано, что

данное значение соотношения Са/А1 относится ко всему вакуумированному металлу, в том числе к низкоуглеродистому, среднеуглеродистому, легированному и высоколегированному.

Учитывая влияние окисленности стали на состав и форму НВ, в целях снижения содержания растворенного кислорода в невакуумированной стали опробовали ее предварительное раскисление алюминием. Алюминий для предварительного раскисления вводили в виде проволоки в количестве 0,2 кг/т на установке ковш-печь сразу после начала продувки металла инертным газом. Начальное содержание алюминия в стали при опытной технологии возросло, а в промковше MHJI3 (после проведения одинакового окончательного раскисления) оставалось на одном уровне (0,018-0,019 %). Можно полагать, что дополнительный ввод алюминия снизил содержание в стали кислорода и угар кальция. При разливке опытного металла в отличие от обы-шого fie было ни одного случая зарастания разливочных стаканов. Это позволило сократить количество вводимого силикокальция, ограничив содержание кальция в стали.

Соотношение <~VA1 = 0,85-0,14 с предварительным раскислением алюминием было соблюдено и успешно применено при плавке невакуумированных легированных и высоколегированных марок сталей, а также стали трубного, балочного и листового сортамента с содержанием А1 > 0,02 %,

4. Применение новых видов алюминийсодержащих сплавов для раскисления стали.

С учетом полученных нами данных о физико-химических характеристиках алюминийсодержащих сплавов было предложено испытать ранее не применявшиеся в ОАО «НТМК» сплавы - ферроалюминий и ферроалюмомагний (КМЖ), состав которых указан в табл. 1.

Ферроалюминий применялся взамен чушкового алюминия, имеющего низкое усвоение, при сливе металла из конвертера в ковш-печь'. Для определения эффективности применения ферроалюминия проведены его испытания при выплавке сталей Зсп и 5сп.

Усвоение алюминия при раскислении стали ферроалюминием в ковше оказалось выше, чем чушкового алюминия, в 1,5-2,1 раза (табл. 7). На метод раскисления металла ферроалюминием во время слива плавки из конвертера получен патент. Технология внедрена в конвертерном цехе в 2004 г.

Экономический эффект от замены чушкового алюминия на ферроалюминий составил в 2005 г. 5,81 млн руб.

Таблица 7

Сравнительные данные по применению ферроалюминия и алюминия чушкового для раскисления стали

Масса плавки, т Расход алюминия*, кг/плавку Содержание А1 в стали, % Усвоение, %

С алюминием чушковым С ферроалюминием Алюминий чушковый Ферроалюминий Раскисле ние А1 чушковым Раскисление ферроалюминием Раскисление А1 чушковым Раскисление ферроалюминием

Сталь Зсп

156,02 150,94 64/56 105/31,5 0,0040 0,0050 11,2 24,0

154,52 157,02 64/56 100/30,0 0,0038 0,0043 10,5 22,5

165,00 149,60 64/56 100/30,0 0,0037 0,0040 11,0 19,9

157,80 156,30 64/56 100/30,0 0,0038 0,0045 10,8 23,4

Сталь 5сп

156,80 170,90 64/56 90/27,0 0,0040 0,0033 11,3 20,9

153,52 146.94 64/56 80/24,0 0,0041 0,0031 11,3 19,0

163,80 160,02 64/56 95/28,5 0,0044 0,0034 12,9 19,1

154,02 140,36 64/56 80/24,0 0,0040 0,0033 11,1 19,3

146,44 148,94 64/56 85/25,5 0,0040 0,0033 10,5 19,3

среднее 64/56 93/27,8 0,0040 0,0038 11,2 20,8

* В числителе - общий расход, в знаменателе - в пересчёте на чистый алюминий.

Композиционный сплав КМЖ испытали при диффузионном раскислении конвертерного шлака, попавшего в ковш-печь на сливе. Плотность сплава позволяет ему находиться в шлаке (плотность 2500-•3000 кг/м3), не погружаясь в металл. Ранее для раскисления использовался ферросилиций ФС65. Испытания показали, что при использовании сплава

КМЖ содержание оксидов МпО и РеО снижается соответственно на 76 и 70 % (табл. 8).

Таблица 8

Химический состав шлаков до и после ввода сплавов КМЖ

Период Химический состав шлаков, % Основность

СаО 8Ю2 МпО мёо А12Оэ БеО

Перед обработкой 44,7 21,9 4,2 10,2 10,9 5,4 2,0

После обработки 50,3 20,6 1,0 9,3 16,9 1,6 2,4

Обработка стали сплавом КМЖ имеет ряд преимуществ по сравнению с ферросилицием, не уступая ему в эффективности раскисления (снижение трудозатрат при подаче, более точная дозировка). В связи с этим метод обработки стали ферроалюмомагнием введен в технологическую инструкцию цеха.

В четвертой главе рассмотрены вопросы, связанные с изучением и совершенствованием технологии эксплуатации огнеупорных материалов футеровки плавильных агрегатов конвертерного цеха ОАО «НТМК».

Проведен аналитический обзор работ по службе огнеупоров в вакууматорах различного типа, на основании которого сделан вывод о том, что условия эксплуатации и стойкость футеровки агрегатов различны для разных предприятий, а увеличивать продолжительность срока службы огнеупоров следует комплексно за счет выбора химического состава огнеупоров и контактирующего с ними шлака, технологии кладки футеровки и усиления жесткости металлоконструкций вакууматора, разработки оптимального метода нанесения защитного торкрет-слоя и подбора оборудования для торкретирования.

Ранее в установку ковш-печь на раскисленный конвертерный шлак подавалась шлакообразующая смесь (75 % СаО, 25 % СаР2), при этом в ковше образовывался шлак (50-60 % СаО, 20-25 % БЮг, 8-10 % MgO, 3-7 % А1г03, 5-7 % СаР2, 1 % РеО), который поступал в вакууматор и при охлаждении образовывал двухкальциевый силикат, имеющий

метастабильную p-форму (до 980 °С), переходящую при дальнейшем охлаждении в у-форму с увеличением объема на 10-12 %. Пропитка рабочего слоя футеровки вакууматора этими шлаками при колебании температуры между циклами вакуумирования приводила к глубоким сколам материалов футеровки.

В результате исследований был разработан и успешно испытан новый состав шлакообразующей смеси без плавикового шпата (58 % СаО, 16 % А1203,20 % Si02, 6 % MgO), который исключал образование двухкальциевого силиката у-формы. При этом шлак позволял иметь достаточно высокую степень десульфурации (~50 %). В результате увеличения стойкости футеровки вакууматора расход торкрет-массы сократился вдвое.

Для уменьшения эрозионно-абразивного разрушения футеровки вакууматора по швам было предложено наносить на торцевые шлифованные поверхности огнеупорных колец слой массы, содержащей, %: 62 А1203, 25 Si02, 7 Na20, 6 Ti02. Это позволило получать равномерный износ колец без явного разрушения по швам и увеличить стойкость футеровки вакууматора на 35-40 % (до 88 плавок).

Для предотвращения проникновения металла между огнеупорными рядами внутренней поверхности футеровки патрубков путем герметизации швов между огнеупорами была предложена и испытана клеевая композиция производства ОАО «Комбинат «Магнезит» (~90 % MgO, -10 % С). Ее использование позволило увеличить среднюю стойкость впускного патрубка на 26 %.

При вакуумной дегазации металла добавка корундового нейтрализатора шлака (>90 % А120з) в циркуляционный вакууматор способствовала образованию шпинели, которая выделяется из шлакового расплава и создает защитный гарнисаж, препятствующий интенсивной пропитке огнеупоров. В результате при расходе нейтрализатора 0,5-1,0 кг/т вакуумированной стали износ огнеупоров сократился с 2,5 до 1,5 мм/плавку, что привело к увеличению стойкости футеровки на 24 %.

Испытаны торкрет-массы для горячего ремонта внутренней поверхности футеровки патрубков вакууматора отечественного, китайского и немецкого производства. Наилучшие показатели по стойкости и адгезии показала торкрет-масса FOR JBT (Германия).

Было предложено усилить конструкции металлического кожуха вакуумкамер, что привело к увеличению их стойкости на 14 % за счет снижения вибрации футеровки. На усиленную конструкцию днища вакууматора получен патент.

Несмотря на то, что приведенные способы увеличения стойкости футеровки вакууматора позволили получить ощутимые позитивные результаты, срок службы дорогостоящих импортных огнеупоров оставался невысоким. Это вызвало необходимость в применении наиболее эффективного способа «ремонта» рабочего слоя вакууматоров -торкретирования. Проведены исследования по сравнению методов торкретирования и определению наиболее приемлемой торкрет-установки новой конструкции для условий конвертерного цеха.

Одним из основных факторов успешной работы инжекционного оборудования является правильный выбор камерного питателя, соответствующего требованиям технологического процесса. Показано, что больше всего соответствуют условиям металлургического предприятия пневмомеханические питатели. Инжекционные установки

пневмомеханического типа имеют следующие преимущества: широкий диапазон регулирования производительности, возможность использования торкрет-материалов фракцией до 15 мм, влажностью до 4 % и газа-носителя влажностью свыше 1 %, простота и надежность в эксплуатации, более низкая стоимость, соответствие условиям отечественного металлургического производства.

В результате изучения влияния режимных и конструктивных факторов на интенсивность вывода сыпучих материалов из пневмомеханического питателя были выделены основные параметры пылегазового потока. Главным параметром является критическая скорость пневмотранспорта

где с - опытная константа, зависящая от грансостава транспортируемого материала; £ — ускорение силы тяжести; а - отношение плотностей частиц и газа; ¡У- массовая концентрация смеси; О- диаметр трубы.

(и1кр):

(2)

Производительность тарельчатого питателя (Q) составляет:

Q =KH-B-n[n(R2-r2)-(R-r)-b-i]-y, (3)

где К„ - коэффициент наполнения ячеек; В - ширина лопастного колеса; п -частота вращения лопастного колеса в секунду; R - радиус лопастей; г -радиус колеса; b - толщина лопасти; i - число ячеек колеса; у - насыпная масса материала.

Как следует из формулы (3), производительность дозатора зависит в основном от его геометрических размеров и частоты вращения колеса дозатора.

С применением полученных результатов в ООО "Новые технологии в металлургии" (HTM) были сконструированы и изготовлены инжекционные установки типа НТМ-01, которые использовались в конвертерном цехе ОАО «НТМК». Изучение параметров работы инжекционного оборудования в сочетании с подбором соответствующих огнеупорных материалов при наблюдении за качеством вакуумированной стали явилось объектом дальнейших исследований.

Инжекционная установка НТМ-01-4, работающая в ОАО «НТМК» с 2002 г., использовалась для торкретирования внутренней и наружной футеровки патрубков циркуляционного вакууматора. Основные технические характеристики установки приведены в табл. 9.

В результате ввода инжекционной установки в эксплуатацию, определения оптимальных параметров её работы, подбора наиболее качественных торкрет-порошков, шлакообразующих материалов и нейтрализаторов для наведения ковшевых шлаков, образующих при вакуумировании стали устойчивый к размыванию гарнисаж, стойкость футеровки патрубков циркуляционного выкууматора существенно возросла. Позитивная динамика стойкости патрубков циркуляционного вакууматора (количество плавок) в период 2001-2005 гг. следующая: 2001 г. - 77; 2002 г. -81; 2003 г. - 86; 2004 г. - 89; 2005 г. - 99.

Стойкость патрубков с периода пуска в эксплуатацию торкрет-установок (середина 2002 г.) увеличилась к 2005 г. на ~ 30 %. Удельные

затраты на огнеупоры патрубков вакууматоров снижены в 2004 г. по сравнению с 2000 г. с 31,4 до 9,4 руб/т стали, или в 3,3 раза.

Таблица 9

Техническая характеристика установки НТМ-01-4

№ п/п Характеристика Параметр

1 Объём рабочей камеры, м3 0,32

2 Регулировка привода Частотный преобразователь

3 Технологический газ Сжатый воздух

расход, м3/мин 6-8

давление, МПа 0,3 - 0,5

4 Торкрет-масса

фракция, мм <8,0

влажность, % <4,0

масса объёмная, т/м3 <2,0

5 Габариты, мм

ширина"длина 1500 "2000

высота 2000

б Масса, кг 1400

7 Давление газа, МПа 0,2-0,3

8 Расход газа, м3/мин 3,0-5,0

9 Расход материала при насыпной массе 45-90

1,8 т/м3, кг/мин

10 Производительность установки, м3/ч 1,5-2,0

Торкрет-установка НТМ-01-4М в 2004 г. была использована также для торкретирования футеровки конвертеров. Проведены испытания и отработана технология нанесения торкрет-слоя периклазовыми торкрет-массами ЬКМ-85 китайского производства на цапфенные зоны и другие части футеровки конвертера. Установка имела производительность, расход технологического газа и материалов в 1,5 раза выше, чем НТМ-01-4 для торкретирования патрубков вакууматоров. В результате применения торкрет-установки стойкость наносимого огнеупорного торкрет-слоя конвертеров

увеличилась с 2 до 6-7 плавок. Удельные затраты на огнеупоры для футеровки конвертеров снизились с 73,9 руб/т стали в 2000 г. до 21,8 руб/т в 2004 г. В 2005 г. сотрудниками ООО «HTM» совместно с ОАО «НТМК» спроектирована, изготовлена и запущена в эксплуатацию новая конструкция инжекционной установки пневмомеханического типа с автоматизированной системой управления оборудованием.

В связи с тем, что качество футеровки агрегатов из огнеупорных изделий (кирпич, кольца и др.) и нанесенного торкрет-слоя может отличаться по стойкости, по-разному загрязняя металл огнеупорными включениями, была проведена оценка загрязненности неметаллическими включениями (HB) вакуумированной стали (табл. 10).

Таблица 10

Оценка загрязнённости НВ (в баллах по ГОСТ 1778) проката ОАО "НТМК" до (2000 г.) и после (2004 г.) применения инжекционной установки

Вид проката Год Сульфиды Силикаты хрупкие Силикаты недеформируемые

Колеса вагонные 2000 1,59 1,19 1,54

2004 1,48 0,06 0,47

Трубная заготовка 2000 0,93 0,57 1,46

2004 0,97 0,52 1,45

Оценка произведена по результатам плавок статистической обработкой материалов за период до торкретирования (2000 г.) и после (2004 г.) вакууматоров для двух видов металла - колесного и трубного. Из результатов, показанных в табл. 10, можно сделать вывод о том, что внедрение в технологию производства конвертерной вакуумированной стали торкретирования футеровки агрегатов установками НТМ-01-04 и НТМ-01-04М не ухудшило качественных показателей стали по НВ.

Имеющиеся различия в загрязненности стали неметаллическими включениями связаны, по-видимому, с изменениями в технологии выплавки стали в сравниваемые периоды.

В диссертационной работе рассмотрено влияние разработанных и внедренных в производство технологических приемов на окружающую

среду. Изменение технологии раскисления стали позволило снизить загрязнение атмосферы за счет снижения расхода ферросплавов на 1 т стали и уменьшения на 30 % угара элементов, что привело к снижению неорганизованных выбросов при сливе металла из конвертера в ковш.

Внедрение технологии торкретирования футеровки агрегатов в конвертерном цехе ОАО «НТМК» позволило значительно снизить расход огнеупоров за счет увеличения стойкости футеровки. Примерно вдвое снижено количество поступающих в отвалы отходов производства и пыли при перефутеровке агрегатов. Кроме того, из-за более низкого отскока торкрет-масс, наносимых установками НТМ-01, запыленность воздуха снижена на 10-12 %.

Заключение

Выполнен комплекс исследований, направленных на разработку и совершенствование технологии внепечной обработки стали в условиях конвертерного цеха ОАО «НТМК», состоящий из лабораторных и промышленных экспериментов. Изучены физико-химические характеристики применяемых на комбинате раскислителей, влияние места, способа и времени ввода ферросплавов на степень усвоения алюминия и кальция сталью, образование и состав алюминатов кальция, а также методы повышения срока службы огнеупорных материалов сталеплавильных агрегатов.

Основные научно-практические выводы работы: 1. Изучены физико-химические характеристики применяемых в ОАО «НТМК» силикокальция и алюминиевых сплавов — температуры плавления, плотности, степени усвоения сталью.

Все исследованные сплавы по температурам плавления относятся к легкоплавким (менее 1340° С). Коэффициент усвоения алюминия, зависящий в основном от плотности алюминийсодержащих сплавов, наиболее высок у ферроалюминия и ферроалюмомагния.

Проведено математическое моделирование процесса плавления силикокальция, вводимого в сталь кусками, порошковой проволокой и икжекцией порошка. Изучено влияние крупности сплавов, температуры стали на время плавления силикокальция, рассмотрен механизм. его плавления. Показано, что минимальное время плавления силикокальция,

обеспечивающее низкое окисление кальция и высокое его усвоение, достигается при вводе сплава порошковой проволокой и инжекцней.

2. Показано, что в условиях конвертерного цеха ОАО «НТМК» раскисление стали алюминиевой и порошковой силикокальциевой проволокой обеспечивает более высокое усвоение алюминия (78-85 %) и кальция (1722 %) по сравнению с чушковым алюминием и кусковым силикокальцием (соответственно 18-20 и 5-7 %).

3. Предложен ввод алюминиевой и силикокальциевой проволоки в вакууматор вместо ковша-печи, позволивший увеличить усвоение алюминия (с 50 до 89 %) и кальция, сократив расход ферросплавов на 30 %. Установлено соотношение в стали Са/А1, при котором предотвращается зарастание разливочных стаканов; разработаны технологические приемы, позволяющие поддерживать такое соотношение.

4. Испытаны и внедрены новые алюминийсодержащие сплавы для раскисления стали - ферроалюминий и ферроалюмомагний. Их использование позволило увеличить усвоение алюминия, автоматизировать подачу сплавов в ковш-печь и значительно снизить затраты на раскисление.

5. Разработаны и внедрены в конвертерном цехе ОАО «НТМК» технологические приемы, повышающие стойкость огнеупоров футеровки: использование новых шлакообразующих материалов для наведения ковшевого шлака, способного создавать защитный гарнисаж на огнеупорах стен и патрубков вакууматора; применение клеевых композиций при кладке патрубков вакууматоров и эффективных нейтрализаторов ковшевого шлака для снижения его активности по отношению к огнеупорам; усиление жесткости металлических конструкций днища и фланцев вакуумкамеры.

6. Определено, что лучшей конструкцией для торкретирования футеровки патрубков вакууматоров и конвертеров является установка с пневмомеханическим камерным нагнетателем; изучено влияние режимных и конструктивных факторов на интенсивность вывода порошков из питателя. Сконструированы и изготовлены торкрет-установки НТМ-01-4 и НТМ-01-4М, успешно работающие в

конвертерном цехе ОАО «НТМК» с 2002 г. и показавшие большую надежность при эксплуатации, чем зарубежные аналоги.

В результате применения новых торкрет-установок стойкость патрубков вакууматоров увеличилась с 77 плавок в 2001 г. до 99 плавок в 2005 г., удельные затраты на огнеупоры за этот период снизились в 3,3 раза. Стойкость наносимого огнеупорного торкрет-слоя конвертеров увеличилась с 2 до 6-7 плавок, удельные затраты на огнеупоры для футеровки конвертеров снизились с 73,9 до 21,8 руб/т стали.

Показано, что внедрение торкретирования футеровки вакууматора и конвертера в технологию производства стали не ухудшило качественных показателей металла по неметаллическим включениям.

7. Оценка новых элементов внедренной в ОАО «НТМК» технологии внепечной обработки стали показала, что загрязненность атмосферы снижена за счет меньшего угара ферросплавов, снижения расхода огнеупоров и количества перефутеровок вакууматоров и конвертеров.

8. Экономический эффект в ОАО «НТМК» за счет совершенствования технологии раскисления стали и торкретирования агрегатов составил более 400 млн руб. в год.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Пат. 2139943 Российская Федерация, МПК6 С 21 С 7/10. Способ получения

высококачественной стали / Ю.С. Комратов, А.Я. Кузовков, A.A. Полушин, A.B. Чернушевич, В.И. Ильин, A.A. Фетисов, C.B. Виноградов ; заявитель и патентообладатель ОАО "НТМК". - Опубл. 20.10.99. Бюл. №29.

2. Пат. 2275431 Российская Федерация, МПК7 С 21 С 7/06. Способ раскисления стали алюминием / О.Ю. Шешуков, В.И. Жучков, C.B. Виноградов, JI.A. Маршук ; заявитель и патентообладатель ГУ Институт металлургии УрО РАН. - Опубл. 27.04.06. Бюл. № 12.

3. Сенников С.Г. Огнеупорные изделия и оборудование фирмы "Mayerton"

для продувки стали инертными газами / С.Г. Сенников, A.B. Шестаков, C.B. Виноградов // Огнеупоры и техническая керамика. - 2000. - № 10. -С. 51-56.

4. Фетисов A.A. Современные технологии внепечной обработки металла в

конвертерном цехе / A.A. Фетисов, JI.B. Матвеичева, М.А. Третьяков, C.B. Виноградов // Металлург. - 2000. -№5. - С. 38-39.

5. Хворов Б.Н. Повышение стойкости футеровки циркуляционного вакууматора / Б.Н. Хворов, В.А. Спирин, В.А. Ровнушкин, C.B. Виноградов // Сталь. - 2000. - № 11. - С. 48-50.

6. Леонтьев Л.И. Применение инжекционных установок в чёрной металлургии / Л.И. Леонтьев, В.И. Ильин, В.Н. Лопатин, A.B. Сычёв, В.И. Жучков, C.B. Виноградов // Международная научная конференция «Современные проблемы металлургического производства»: сб. тез. докл. - Волгоград, 2002. — С. 20.

7. Жучков В.И. Методы улучшения качества и разливаемое™ металла путём

совершенствования технологии его раскисления при внепечной обработке / В.И. Жучков, C.B. Виноградов, A.A. Фетисов // Металлург. -

2003.-№ 10.-С. 40-43.

8. IIleuiyKOB О.Ю. Использование ферроалюминия для раскисления стали /

О.Ю. Шешуков, В.И. Жучков, В.В. Зорихин, C.B. Виноградов // Сталь. -

2004. - № 9. - С. 26-27.

9. Виноградов C.B. Эффективность различных способов раскисления стали

при внепечной обработке / C.B. Виноградов, В.В. Кромм, В.И. Жучков // , Электрометаллургия. - 2004. — № 6. — С. 21-23.

10. Шешуков О.Ю. Использование ферроалюминия для раскисления стали / О.Ю. Шешуков, В.И. Жучков, В.В. Зорихин, C.B. Виноградов // Сталь. -2004. - № 9. _ С. 26-28.

11. Лопатин В.Н. Оборудование для инжекционной технологии в металлургии / В.Н. Лопатин, A.B. Сычёв, Л.И. Леонтьев, В.И. Жучков, C.B. Виноградов // Сталь. - 2004. - № 4. - С. 23-25.

12. Фетисов A.A. Развитие процесса вакуумирования конвертерной стали на НТМК / A.A. Фетисов, A.A. Паньков, А.И. Щербаков, C.B. Виноградов // Сталь. - 2005. - № 6. - С. 65-66.

13. Лозовая Е.Ю. Плавление силикокальция, вводимого в жидкую сталь различными способами / Е.Ю. Лозовая, О.Ю. Шешуков, В.И. Жучков, C.B. Виноградов // Сталь. - 2005. - № 12.. - С. 21-23.

14. Лопатин В.Н. Разработка конструкций инжекционных установок и их применение в металлургии / В.Н. Лопатин, Л.И. Леонтьев, A.B. Сычёв,

В.И. Жучков, Ю.М. Кузнецов, C.B. Виноградов // Региональная научная конференция «Физическая химия и технология в металлургии»: сб. тр. -Екатеринбург, 2005. - С. 235-240.

15. Виноградов C.B. Физико-химические свойства комплексных алюминий- и кремнийсодержащих ферросплавов / C.B. Виноградов, О.В. Заякин, В.И. Жучков // Расплавы. - 2006. - № 3 - С. 122-124.

16. Шешуков О.Ю. Получение алюминиисодержащих ферросплавов и их применение для раскисления стали / О.Ю. Шешуков, В.И. Жучков, C.B. Виноградов, Е.А. Васин, C.B. Шеин // Международная научная конференция «Металлургия ферросплавов»: сб. науч. тр. - Екатеринбург, 2006.- С. 171-172.

17. Виноградов C.B. Торкретирование футеровки конвертеров и патрубков вакууматоров в конвертерном цехе ОАО "НТМК" / C.B. Виноградов, В.Н. Лопатин, В.И. Жучков, О.В. Заякин, В.В. Камаев, A.B. Сычёв // Металлургическая и горная промышленность. —2006. — № 7. - С. 151-153.

Подписано в печать20.03.07. Формат 60x84/16. Объем 1,7 усл.- псч. л. Тираж 100 экз. Заказ № 54

Размножено с готового оригииал-макета в типографии "Уральский центр академического обслуживания". 620219, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 91.

Введение.

1 Раскисление и модифицирование стали при внепечной обработке.

1.1 Процессы раскисления, модифицирования и дегазации стали.

1.2 Способы внепечной обработки стали и их влияние на качество обрабатываемого металла.

1.3 Служба огнеупоров при внепечной обработке стали.

1.4 Задачи исследований.

2 Изучение физико-химических характеристик ферросплавов, применяемых для раскисления и модифицирования стали.

2.1 Методы определения рационального состава ферросплавов.

2.2 Температура плавления ферросплавов.

2.2.1 Обзор работ по изучению температуры плавления ферросплавов.

2.2.2 Методика и установка для определения температуры плавления.

2.2.3 Температура плавления алюминийсодержащих ферросплавов.

2.3 Плотность ферросплавов.

2.3.1 Обзор работ по изучению плотности ферросплавов.

2.3.2 Плотность алюминийсодержащих ферросплавов.

2.4 Эффективность усвоения компонентов ферросплавов сталью.

2.4.1 Методика изучения эффективности усвоения металлов-раскислителей сталью.

2.4.2 Эффективность усвоения компонентов алюминийсодержащих сплавов.

2.5 Изучение процесса плавления силикокальция, вводимого в жидкую сталь различными способами.

Выводы.

3 Изучение и совершенствование процессов раскисления и модифицирования при внепечной обработке стали в условиях конвертерного производства ОАО "НТМК".

3.1 Технология внепечной обработки стали на установке ковш - печь и циркуляционном вакууматоре в конвертерном цехе ОАО «НТМК».

3.2 Исследование влияния вида и метода ввода раскислителей на эффективность внепечной обработки стали.

3.2.1 Изучение влияния метода ввода ферросплавов на их усвоение при раскислении стали на установке ковш-печь.

3.2.2 Определение времени и места ввода раскислителей при внепечной обработке стали.

3.3 Улучшение разливаемости металла на MHJ13 путем совершенствования технологии его раскисления.

3.4 Применение новых видов алюминийсодержащих сплавов для раскисления стали.

3.4.1 Раскисление стали ферроалюминием.

3.4.2 Применение ферроалюмомагния.

3.5 Влияние изменения технологии раскисления стали на окружающую среду.

Выводы.

4 Изучение и совершенствование технологии эксплуатации огнеупорных материалов футеровки плавильных агрегатов конвертерного цеха ОАО «НТМК».

4.1 Поведение огнеупоров при циркуляционном вакуумировании.

4.2 Совершенствование технологии эксплуатации огнеупорных материалов вакууматора RH в условиях конвертерного цеха ОАО "НТМК".

4.3 Выбор эффективного способа торкретирования и рациональной конструкции машин для нанесения торкрет-слоя на футеровку вакууматоров и конвертеров.

4.3.1 Конструкции торкрет-машины для нанесения защитного огнеупорного слоя на футеровку вакууматоров и конвертеров.

4.3.2 Разработка и внедрение технологии торкретирования патрубков циркуляционного вакууматора.

4.3.3 Торкретирование футеровки конвертеров.

4.3.4 Изучение влияния торкретирования футеровки агрегатов на загрязненность стали неметаллическими включениями.

4.4 Загрязнённость окружающей природной среды при торкретировании футеровки агрегатов.

Выводы.

Среди основных конструкционных материалов (чёрные и цветные металлы, пластмассы, цемент) сталь занимает и в обозримом будущем будет занимать главенствующую роль. Это связано со многими причинами.

Во-первых, сталь превосходит все другие материалы по требованиям промышленных потребителей (прочности, пластичности, электрическим и коррозионным свойствам и др.), причем она имеет возможность расширения диапазона нужных качеств за счет изменения химического состава, структуры.

Во-вторых, сталь обладает самой высокой технологичностью (способностью подвергаться обработке при получении готовой продукции), имея возможность формообразования изделий давлением, резаньем, литьем в формы и т.д.

В третьих, сталь имеет невысокую стоимость, а ее производство наименее энергоемко и наилучшим образом решает экологические проблемы. Так, например, энергоемкость стали в 3-4 раза меньше, чем для получения пластмасс и в 10-14 раз меньше, чем для первичного алюминия. Лучше показатели производства стали также по медико-санитарным требованиям, загрязнению окружающей среды и способности к рециклингу. Коэффициент рециркуляции (доля материала, используемого вторично после окончания службы) составляет для стали 55, алюминия 27, стекла 45, пластмасс 10 %, а керамика, композиты, цемент относятся к материалам одноразового пользования.

Таким образом, ни один из конкурирующих со сталью массовый материал по технико-экономическим показателям сравниться с ней не может.

Следует согласиться с мнением о том, что сейчас наша цивилизация держится и в будущем будет держаться на стали [1].

Приведенные обстоятельства определяют масштабы выплавки стали. Растет не только ежегодное производство стали, но и темпы его прироста. Если объем выплавки стали в мире с 1990 до 2000 г. вырос с 770 до 830 млн. т т.е. на 60 млн. т), то с 2000 до 2005 г. он увеличился до 1130 млн. т (на 300 млн. т) [2]. В России после спада выплавки стали (с 89,7 в 1990 г. до 44-48 млн. т в 1992-1998 гг,) ее производство стало расти и достигло в 2005 г. 66,1 млн.т. Меняется и структура способов выплавки стали в мире и в России. В мире превалируют два способа производства стали - кислородно-конвертерный и электросталеплавильный (соответственно 63 и 34 %), доля мартеновской стали весьма незначительна. В России за счет снижения производства мартеновской стали значительно выросла доля выпуска кислородно-конвертерной стали, в 1993 г. она составляла 38, а в 2004 г. - 62%, несколько увеличилась доля электростали (до 16%). За эти годы доля разливки стали на машинах непрерывного литья заготовки (MHJI3) увеличилась с 38 до 62 % [3]. В то же время из-за значительного износа основных производственных фондов (~70 % оборудования), использования устаревших агрегатов, российская металлургия значительно отстает по ряду технико-экономических показателей от развитых стран. В черной металлургии России полная энергоемкость производства одной тонны проката составляет 1,3 т условного топлива, а в странах ЕС 1 т, в Японии 0,9 т. Полная трудоемкость на 1 т проката черных металлов составляет у нас 14,5 человек/час, в странах ЕС 5,6, в Японии 5,4 человек/час. Образование отходов в расчете на одну тонну готового проката при производстве мартеновской стали достигает 250 кг по сравнению со 100 кг при производстве проката из конвертерной стали с непрерывной разливкой. В современных условиях перед черной металлургией РФ стоит принципиальная задача - сохранить за собой внутренний рынок и выйти на внешний рынок с продукцией глубокой обработки за счет комплексного повышения качества и снижения ресурсоемкости. Конкурентоспособность черных металлов в XXI в. будет определяться способностью этих материалов обеспечить прогресс в новых областях применения (создание новых источников энергии, освоение космоса и дна океанов, биотехнологии, наукоемкие отрасли и т.д.) Предприятия черной металлургии РФ должны снизить к 2010 г. долю мартеновского производства стали с -20 до 5-7 %, увеличить долю непрерывной разливки стали до 80-85 %, снизить уровень суммарных выбросов вредных веществ в воздушный бассейн при производстве стали с 36 до 20 кг/т стали. Внепечное рафинирование остается главным звеном тонкой доводки показателей качества стали с низким содержанием серы, фосфора, газов, неметаллических включений (НВ).

Развитие метода непрерывной разливки привело к ужесточению требований к жидкой стали по температуре. В связи с тем, что в кислородно-конвертерном процессе невозможно достаточно точное регулирование температуры металла в конце плавки из-за высоких скоростей окислительных реакций, развитие получил способ внепечного нагрева жидкой стали на установках ковш-печь. Нагрев стали в ковше позволил увеличить количество присаживаемых ферросплавов, которое было ограничено для ковша без нагрева 1,5 %, обеспечить глубокую десульфурацию металла путем наводки высокоосновного восстановительного шлака, высокоэффективно использовать продувку металла аргоном, обеспечивая дегазацию, перемешивание металла, лучшее взаимодействие металла и шлака. Эффективность использования установок ковш-печь подтверждается практикой работы российских заводов -с 1990 г на них поставлено 25 установок ковш-печь общей номинальной производительностью ~21 млн. т жидкой стали в год [4]. Как правило, внепечная обработка стали включает ее вакуумирование, которое позволяет наиболее полно удалять водород, проводить вакуумно-углеродное раскисление и глубокое обезуглероживание металла (менее 0,01 % С). Из многочисленных способов вакуумирования наибольшее промышленное применение имеют порционный (ДН) и циркуляционный (RH). Большинство предприятий отдают предпочтение циркуляционному способу как более производительному и сочетающему вакуумирование с обработкой стали аргоном. Во всей производственной цепочке получения стали (конвертер -ковш-печь - вакууматор - МНЛЗ), где производится ее обработка, одним из важнейших элементов является раскисление и модифицирование металла. Для раскисления наиболее широкое распространение во всем мире получил алюминий, для модифицирования - кальций. Алюминий применяется в виде первичного и вторичного алюминия, ферроалюминия, ферросиликоалюминия, сплавов с марганцем (АМС) и другими элементами. Кальций используют, в основном, в виде силикокальция разного состава (10-30 % Са), металлического кальция, алюмокальция. Различны и методы ввода этих сплавов в жидкую сталь - в виде кусков из печных бункеров, вдуванием порошков с применением инжекционных установок, порошком в стальной оболочке и др. Разнообразны также количество, время и место ввода этих материалов (ковш-печь, вакууматор, промковш, кристаллизатор; при выпуске из конвертера, в начале или конце обработки в печи-ковше и т.д.). От указанных факторов во многом зависит эффективность раскисления и модифицирования стали: ее насыщенность газами, НВ, серой, фосфором, усвоение элементов ферросплавов. Применение внепечной обработки стали связано с большими температурными перепадами в агрегатах, высокими температурами, вакуумом, взаимодействием футеровки со шлаками переменного состава и механическим размыванием огнеупоров. Это приводит к поиску новых высококачественных (следовательно дорогих) огнеупорных материалов для футеровки ковша-печи, вакууматоров. Особенно тяжелые условия работы у патрубков вакууматоров. Футеровка агрегатов реагирует как с жидким металлом, так и со шлаком, поэтому от их состава зависит не только стойкость огнеупоров, но и изменение состава шлака и качества металла (загрязнение НВ огнеупоров, эффективность десульфурации и т.д.).

Конвертерный цех ОАО «Нижнетагильский металлургический комбинат» (НТМК) с середины 90-х годов прошлого столетия работает по внепечной технологии обработки стали. В составе цеха работают агрегаты ковш - печь, циркуляционные вакууматоры, MHJI3. Освоение технологии внепечной обработки стали требовало разработки оптимальных режимов ввода ферросплавов-раскислителей и модификаторов, определения их состава, методов ввода в расплав, поиска огнеупорных материалов и увеличения срока их службы. Критерием рациональности технологических приемов являлись качество готовой стали, ресурсопотребление и энергоемкость. При разработке технологии внепечной обработки стали были использованы публикации в печати и опыт работы отечественных и зарубежных металлургических предприятий. Однако этого было не достаточно для освоения процессов обработки стали в агрегатах внепечной обработки, поскольку даже для аналогичных оборудования и технологии каждое предприятие, цех имеют свои специфические особенности производства, включая марочный сортамент продукции, набор агрегатов, сырье, энергоносители. Кроме того, за последние годы появляются новые сведения о более прогрессивных процессах внепечной обработки стали, которые необходимо было использовать в работе. В связи с этим возникла необходимость в разработке и совершенствовании принятой ранее технологии внепечной обработки, включая поиск состава ферросплавов для раскисления и модифицирования, методов их ввода в расплав; определение количества вводимых элементов-раскислителей, степени их перехода в сталь, времени и метода ввода в металл, состава огнеупоров, шлака, реагирующего с ними, и методов торкретирования футеровки плавильных агрегатов. Перед промышленными исследованиями следовало провести ряд теоретических и лабораторных физико-химических экспериментов, помогающих находить правильные технологические решения. Результаты данной работы должны найти применение в технологии внепечной обработки стали не только для конвертерного цеха ОАО «НТМК», но и в отрасли в целом.

Цель работы. Разработка и внедрение новых ресурсосберегающих технологических решений по раскислению и модифицированию спокойных марок сталей, улучшению условий их разливки на МНЛЗ, торкретированию футеровки агрегатов как основы повышения эффективности производства при внепечной обработки стали.

Выводы

1. Проведён обзор работ по механизму процесса потери массы огнеупорных материалов в вакууме в условиях высоких температур, намечены мероприятия по увеличению срока службы футеровки агрегатов.

2. Разработана и внедрена в производство технология доводки металла на установке ковш-печь с использованием новых шлакообразующих материалов для наведения ковшевого шлака, способного создавать защитный гарнисаж на огнеупорах стен и патрубков вакууматора.

3. Обнаружено положительное влияние на стойкость футеровки применения различных клеевых композиций при кладке футеровки патрубков вакууматоров, эффективных нейтрализаторов ковшевого шлака для снижения его активности. Показано, что усиление жёсткости металлической конструкции днища и фланцев вакуумкамеры увеличивают стойкость футеровки вакууматора.

4. Показано, что лучшей конструкцией для торкретирования футеровки патрубков вакууматоров и конвертеров является установка с пневмомеханическим камерным нагнетателем; изучено влияние режимных и конструктивных факторов на интенсивность вывода порошков из питателя. Сконструированные и изготовленные торкрет-установки НТМ-01-4 и НТМ-01-4М успешно используются в конвертерном цехе ОАО «НТМК» с 2002 г., показав большую надежность при эксплуатации, чем зарубежные аналоги.

5. Выявлено общее положительное влияние защитного торкрет-слоя на стойкость футеровки патрубков вакууматора и определена зависимость стойкости торкрет-слоя от химического состава торкрет-порошка; показана целесообразность использования торкрет-материалов и внедрение торкретустановок НТМ-01-04 позволили увеличить стойкость патрубков циркуляционного вакууматора в 2005 г. по отношению к 2000 г. на 33 %. Затраты на огнеупоры патрубков циркуляционного вакууматора в 2004 г. по сравнению с 2000 г. снижены с 31,39 руб./т до 9,42 руб./т вакуумированной стали или в 3,3 раза.

6. В результате применения торкрет-установки НТМ-01-4М для нанесения торкрет-слоя на футеровку конвертеров удельные затраты на огнеупоры снижены с 73,91 руб./т стали в 2000 г. до 21,78 руб./т стали в 2004 г. или в 3,4 раза.

7. Показано, что торкретирование футеровок вакууматора и конвертера инжекционными установками НТМ-01-4 и НТМ-01-4М не ухудшило качественных показателей стали по неметаллическим включениям.

8. Установлено, что внедрение новой технологии торкретирования футеровок вакууматоров и конвертеров в конвертерном цехе ОАО "НТМК" позволило за счет увеличения стойкости футеровок примерно в два раза снизить количество поступающих в отвалы отходов производства от перефутеровки этих металлургических агрегатов. Снижено ~ в 2 раза количество пыли, выбрасываемой в атмосферу при удалении старой футеровки. Кроме того, из-за снижения отскока торкрет-масс, наносимых новыми торкрет-установками на поверхность футеровок вакууматоров и конвертеров, уменьшены примерно на 10-12 % выбросы пыли в атмосферу цеха во время процесса торкретирования.

Заключение

Выполнен комплекс исследований, направленных на разработку и совершенствование технологии внепечной обработки стали в условиях конвертерного цеха ОАО «НТМК», состоящий из лабораторных и промышленных экспериментов. Изучены физико-химические характеристики применяемых на комбинате раскислителей; влияние места, способа и времени ввода ферросплавов на степень усвоения алюминия и кальция сталью, образование и состав алюминатов кальция, а также методы повышения срока службы огнеупорных материалов сталеплавильных агрегатов.

Основные научно-практические выводы работы:

1. Изучены физико-химические характеристики применяемых в ОАО «НТМК» силикокальция и алюминиевых сплавов - температуры плавления, плотности, степени усвоения сталью.

Все исследованные сплавы по температурам плавления относятся к легкоплавким (менее 1340° С). Коэффициент усвоения алюминия, зависящий в основном от плотности алюминийсодержащих сплавов, наиболее высок у ферроалюминия и ферроалюмомагния.

Проведено математическое моделирование процесса плавления силикокальция, вводимого в сталь кусками, порошковой проволокой и инжекцией порошка. Изучено влияние крупности сплавов, температуры стали на время плавления силикокальция, рассмотрен механизм его плавления. Показано, что минимальное время плавления силикокальция, обеспечивающее низкое окисление кальция и высокое его усвоение, достигается при вводе сплава порошковой проволокой и инжекцией.

2. Показано, что в условиях конвертерного цеха ОАО «НТМК» раскисление стали алюминиевой и порошковой силикокальциевой проволокой обеспечивает более высокое усвоение алюминия (78-85 %) и кальция (17-22) по сравнению с чушковым алюминием и кусковым силикокальцием (соответственно 18-20 и 5-7 %).

3. Предложен ввод алюминиевой и силикокальциевой проволоки в вакууматор вместо ковша-печи, позволивший увеличить усвоение алюминия (с 50 до 89 %) и кальция, сократив расход ферросплавов на 30 %. Установлено соотношение в стали Са/А1, при котором предотвращается зарастание разливочных стаканов, разработаны технологические приемы, позволяющие поддерживать такое соотношение.

4. Испытаны и внедрены новые алюминийсодержащие сплавы для раскисления стали - ферроалюминий и ферроалюмомагний. Их использование позволило увеличить усвоение алюминия, автоматизировать подачу сплавов в ковш-печь и значительно снизить затраты на раскисление.

5. Разработаны и внедрены в конвертерном цехе ОАО «НТМК» технологические приемы, повышающие стойкость огнеупоров футеровки: использование новых шлакообразующих материалов для наведения ковшевого шлака, способного создавать защитный гарнисаж на огнеупорах стен и патрубков вакууматора; применение клеевых композиции при кладке патрубков вакууматоров и эффективных нейтрализаторов ковшевого шлака для снижения его активности по отношению к огнеупорам; усиление жесткости металлических конструкций днища и фланцев вакуумкамеры.

6. Определено, что лучшей конструкцией для торкретирования футеровки патрубков вакууматоров и конвертеров является установка с пневмомеханическим камерным нагнетателем; изучено влияние режимных и конструктивных факторов на интенсивность вывода порошков из питателя. Сконструированы и изготовлены торкрет-установки НТМ-01-4 и НТМ-01-4М, успешно работающие в конвертерном цехе ОАО «НТМК» с 2002 г. и показавшие большую надежность при эксплуатации, чем зарубежные аналоги.

В результате применения новых торкрет-установок стойкость патрубков вакууматоров увеличилась с 77 плавок в 2001 г. до 99 плавок в 2005 г., удельные затраты на огнеупоры за этот период снизились в 3,3 раза. Стойкость наносимого огнеупорного торкрет-слоя конвертеров увеличилась с 2 до 6-7 плавок, удельные затраты на огнеупоры для футеровки конвертеров снизились с 73,9 до 21,8 руб./т стали.

Показано, что внедрение в технологию производства стали торкретирования футеровки вакууматора и конвертера не ухудшило качественных показателей металла по неметаллическим включениям.

7. Оценка новых элементов внедренной в ОАО «НТМК» технологии внепечной обработки стали показала, что загрязненность атмосферы снижена за счет меньшего угара ферросплавов, снижения расхода огнеупоров и количества перефутеровок вакууматоров и конвертеров.

8. Экономический эффект в ОАО «НТМК» за счет совершенствования технологии раскисления стали и торкретирования агрегатов составил более 400 млн. руб. в год. in

1. Бигеев А. М. Металлургия стали: Теория и технология плавки стали / А. М. Бигеев, В. А. Бигеев М., 2000. - 544 с.

2. Гасик М. И., Физикохимия и технология электроферросплавов / М. И. Гасик, Н. П. Лякишев Днепропетровск, 2005. - 448 с.

3. Смирнов Л. А. Задачи развития черной металлургии в России / JI. А. Смирнов, Н. А. Ватолин // Международный научный форум: Перспективные задачи инженерной науки: сб. тр. Париж, 2004. - С. 88-93.

4. Кац Я. JI. Внепечное рафинирование и микролегирование стали реальный путь повышения эффективности сталеплавильного производства / Я. JI. Кац, А. Ф. Каблуковский, С. И. Ябуров // Ресурсы. Технология. Экономика. -2005.-№ 10.-С. 27-35.

5. Голубцов В. А. Теория и практика введения добавок в сталь вне печи / В. А. Голубцов. Челябинск, 2006. - 403 с.

6. Носкова Г. В. Внепечная обработка стали в США / Г. В. Носкова // Черметинформация. 1982. - Вып. 17. - С. 24.

7. Лузгин В. П. Кислород и механизм его влияния на свойства стали / В. П. Лузгин // Сталь. 1999. - № 10. - С. 22-26.

8. О связи результатов анализа кислорода с неметаллическими включениями в шарикоподшипниковых сталях / Л. К. Оржицкая и др. // X международная научно-практическая конференция: сб. науч. тр. Запорожье, 2003. - С. 14-17.

9. Казачков И. П. Легирование стали / И. П. Казачков. Киев, 1982. - 342 с.

10. Морозов А. Н. Водород и азот в стали / А. Н. Морозов. М., 1968. - 283 с.

11. Неймарк В. Е. Модифицированный стальной слиток / В. Е. Неймарк. М., 1977.-200 с.

12. Гольдштейн Я. И. Модифицирование и микролегирование чугуна и стали / Я. И. Гольдштейн, В. Г. Мизин М., 1986. - 272 с.

13. Ершов Г. С. Физико-химические основы рационального легирования сталей и сплавов / Г. С. Ершов, Ю. Б. Бычков М., 1982. - 360 с.112

14. Ицкович Г. М. Раскисление стали и модифицирование неметаллических включений / Г. М. Ицкович М., 1981. - 296 с.

15. Жучков В. И. Растворение ферросплавов в жидком металле / В. И. Жучков,

16. А. С. Носков, A. JI. Завьялов Свердловск., 1990. - 226 с.

17. Кудрин В. А. Теория и технология производства стали / В. А. Кудрин М.,2003.-528 с.

18. Основы металлургии чёрных металлов / О. Ю. Шешуков и др.. -Екатеринбург, 2003. 259 с.

19. Сталь для высококачественных рельсов / Д. К. Нестеров и др.. Харьков,1995.-247 с.

20. Технология ввода ферросплавов в железоуглеродистый расплав порошковой проволокой. Препринт / В. И. Жучков и др.. -Екатеринбург, 1998. 258 с.

21. Применение инжекционных установок в чёрной металлургии / JL И. Леонтьев и др. // Современные проблемы металлургического производства: тез. докл. Международная науч. конф. Волгоград, 2002. -С. 20.

22. Кудрин В. А. Внепечная обработка чугуна и стали / В. А. Кудрин. М.,1992.-338 с.

23. Поволоцкий Д. Я. Раскисление стали / Д. Я. Поволоцкий. М., 1972. -208 с.

24. Новые реагенты для обработки металлургических расплавов на основе металлического кальция / А. А. Неретин и др.. // III конгресс сталеплавильщиков: тр. М., 1996. - С. 255-256.

25. Дюдкин Д. А. О перспективах повышения качества металла в Украине / Д.

26. А. Дюдкин, В. С. Харахулах // Металлы и литьё Украины. 1999. - № 13-14.-С. 5-7.

27. Мельник С. Г. Исследование влияния способов внепечной обработки на загрязнённость стали неметаллическими включениями / С. Г. Мельник, И. Л. Бродецкий, О. В. Носоченко // Сталь. 1996. - №9. - С. 15.

28. Matsuno Н. Раскисление стали в циркуляционном вакууматоре / Н. Matsuno, Y. Kikuchi, М. Araietal // Новости ЧМ за рубежом. 2000. -№ 1.-С. 16-18.

29. Внепечная обработка жидкой стали порошковой алюмокальциевой проволокой / В. П. Онищук и др. // Металлы и литьё Украины. 1999. -№ 13-14.-С. 20.

30. Кисиленко В. В. Оптимизация режима ввода порошковой проволоки в жидкую сталь / В. В. Кисиленко, В. П. Онищук, Д. А. Дюдкин // Металлы и литьё Украины.-1999.-№ 13-14. С. 18-19.

31. Воробьёв Н. И. Внепечная обработка стали, выплавляемой в малотоннажных электропечах / Н. И. Воробьёв, Ю. Н. Шелгаев, Д. С. Зуев // Металлург. 2001. - № 1. - С. 8-10.

32. Выбор варианта внепечной обработки при производстве стали с нормированным уровнем неметаллических включений / А. М. Степашин и др. // Электрометаллургия. 2001. - №3. - С. 22.

33. Голубцов В. А. Сравнение способов модифицирования стали в ходе внепечной обработки / В. А. Голубцов, А. А. Воронин, В. Е. Рощин // VIII конгресс сталеплавильщиков: тр. Н-Тагил, 2005. - С. 411-417.

34. Иванов Э. В. Проблемы качества кордовой стали и пути их решения / Э. В.

35. Иванов, В. В. Эндерс, М. П. Гуляев // Сталь. 2002. - № 10. - С. 16-18.

36. Пивцаев В. В. Сравнительная эффективность дегазации стали при вакуумировании на установках RH и VD / В. В. Пивцаев, В. В. Эндерс, М. П. Гуляев // Сталь. 2002. - № 10. - С. 19-21.

37. Лякишев Н. П. Развитие процессов циркуляционного вакуумирования / Н.

38. П. Лякишев, А. В. Шалимов // Национальная металлургия. 2002. -октябрь - ноябрь. - С. 3-6.

39. Сенников С. Г. Огнеупорные изделия и оборудование фирмы "Mayerton"для продувки стали инертными газами / С. Г. Сенников, А. В. Шестаков, С. В. Виноградов // Огнеупоры и техническая керамика. 2000. - № 10. -С. 51-56.

40. Кнюппель Г. Раскисление и вакуумная обработка стали: Основы и технология ковшовой металлургии / Г. Кнюппель. М., 1984. - 412 с.

41. Современные технологии внепечной обработки металла в конверторном Цехе / А. А. Фетисов и др. // Металлург. 2000. - № 5. - С. 38-39.

42. Ткачёв П. Н. Повышение стойкости футеровки промежуточных ковшей иснижение загрязнённости непрерывнолитых заготовок / П. Н. Ткачёв, Ю. Е. Лейтес, Ю. Е. Канн // Сталь. 1996. - № 10. - С. 16-17.

43. Анализ эксплуатации огнеупорных материалов в сталелавильных агрегатах

44. ОАО "Северсталь" / А.А. Немтдинов и др. // Новые огнеупоры. 2005. -№ 11.-С. 83-85.

45. Миронова Л. В. Пути повышения стойкости металлургических агрегатовсталеплавильного производства ОАО "ММК" / Л. В. Миронова // Новые огнеупоры. 2005. - № 11. - С. 79-83.

46. Развитие процесса вакуумирования конвертерной стали на НТМК / А. А.

47. Фетисов и др. // Сталь. 2005. - № 6. - С. 65-66.

48. Кушнарёв А. В. Нижнетагильскому металлургическому комбинату 65 лет / А. В. Кушнарёв // Сталь. - 2005. - № 6. - С. 2-5.

49. Шешуков О. Ю. Разработка метода определения рациональных составовферросплавов, технологии их получения и применения при обработкестали: дис. . докт. техн. наук / Шешуков Олег Юрьевич Екатеринбург, 2004. - 265 с.

50. Изучение физико-химических характеристик ферросплавов и конструирование их рационального состава / В. И. Жучков и др. // Физическая химия и технология в металлургии: сб. тр. конф. -Екатеринбург, 2005. С. 224-230.

51. Лунев В. В. Исследование раскислительной особенности лигатур с РЗМ и

52. ЩЗМ / В. В. Лунев, В. В. Аверин, Ю. А. Шульте // Теория и практика получения и применения комплексных ферросплавов: сб. науч. тр. -Тбилиси, 1974.-С. 156-161.

53. Власенко В. Е. О критериях при выборе сортамента ферросплавов / В. Е.

54. Власенко, В. Ф. Фролов // Всесоюзное совещание Института металлургии АН СССР: тез. докладов. М., 1975. - С. 79-81.

55. Жучков В. И. Основные принципы определения оптимального состава ферросплавов / В. И. Жучков // Совершенствование технологии марганцевых сплавов: материалы III Республ. науч. тех. совещания -Тбилиси, 1983.-С. 109-114.

56. Жучков В. И. О температурах плавления ферросплавов / В. И. Жучков,

57. Н. А. Ватолин, А. Л. Завьялов // Известия АН СССР. Металлы. 1982. -№ 4. - С. 45-46.

58. Казачков И. П. Кинетика плавления ферросплавов / И. П. Казачков, И. Б.

59. Паримончик // Изв. вузов. Черная металлургия. 1973. - № 2. - С. 55-59.

60. Казачков И. П. Факторы, определяющие скорость растворения элементов вжидкой стали / И. П. Казачков, И. Б. Паримончик // Металлургия и коксохимия. 1976. - № 49. - С. 56-59.

61. Легирование хромоникельмарганцовистой стали сплавами с ниобием / С. Л. Чистяков и др. // Сталь. 1970. - № 12. - С. 1093-1097.

62. Емлин Б. И. Справочник по электротермическим процессам / Б. И. Емлин,

63. М. И. Гасик. М., 1978. - 288 с.

64. Гасик Jl. Н. Структура и качество промышленных ферросплавов и лигатур / JL Н. Гасик, B.C. Игнатьев, М. И. Гасик. Киев, 1975. - 128 с.

65. Перспективы развития технологий черной металлургии / И. Н. Голиков идр.. -М, 1973.-568 с.

66. Bzendake Н. Bestimmung des Schmelzberrichs einiges technischer Ferrolegirunger / H. Bzendake, F. Pawlek // Arch. Eisenhut. 1955. - № 3. -P. 125-126.

67. Данишевский С. К. Высокотемпературные термопары / С. К. Данишевский, Н. И. Сведе-Швец. М., 1989. - 384 с.

68. Зиновьев В. Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах / В. Е. Зиновьев. М., 1977. - 232 с.

69. Диаграммы состояния металлических систем / Н. И. Ганина и др.. М.,1991.-353 с.

70. Изучение свойств ферросплавов и лигатур для микролегирования и раскисления стали / В. С. Игнатьев и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1988. - № 6. - С. 37-42.

71. Дурер Ф. Металлургия ферросплавов: Пер. с нем. / Ф. Дурер, Г. Фолькерт М., 1976. - 480 с.

72. Ферросплавы: Справочник / В. Г. Мизин и др. М., 1992. - 415 с.

73. Ферросплавы, шлаки, огнеупоры: Атлас микроструктур, дифракционных характеристик / И. Г. Вертий и др. Челябинск, 1994. - 112 с.

74. Кожевников Г. Н. Электротермия лигатур щелочноземельных металлов скремнием / Г. Н. Кожевников, В. П. Зайко, М. А. Рысс. М., 1978. -224 с.

75. Строганов А. И. Требования к ферросплавам для раскисления и легирования / А. И. Строганов // Производство ферросплавов; сб. науч. тр. Новокузнецк, 1980. - С. 5-24.

76. Строганов А. И. Теория и практика получения и применения комплексных ферросплавов / А. И. Строганов. Тбилиси, 1974. - 156 с.

77. Паримончик И. Б. Моделирование процесса растворения ферросплавов всталеплавильном ковше / И. Б. Паримончик, И. П. Казачков, В. Г. Резчик // Металлургия и коксохимия. 1972. - № 31. - С. 62-65.

78. Жучков В. И. Применение методов моделирования для определения оптимальной плотности ферросплава / В. И. Жучков, А. С. Носков, A. J1. Завьялов // Изв. ВУЗов. Чёрная металлургия. 1981. - № 12. - С. 21-23.

79. Завьялов A. JI. Физико-химические характеристики и разработка фракционного состава комплексных ферросплавов для внепечной обработки стали / Дис. канд. техн. наук. Свердловск, 1987. - 112 с.

80. Гороновский И. Т. Краткий справочник по химии / И. Т. Гороновский, Ю.

81. П. Назаренко, Е. Ф. Некряч. Киев, 1974. - 991 с.

82. Поволоцкий Д. Я. Раскисление стали / Д. Я. Поволоцкий. М., 1972. -208 с.

83. Ферросплавы / В. Г. Мизин и др.. М., 1992. - 415 с.

84. Использование ферроалюминия для раскисления стали / О. Ю. Шешукови др. // Сталь. 2004. - № 9. - С. 26-27.

85. Технология ввода ферросплавов в железоуглеродистый расплав порошковой проволокой: Препринт / В. И. Жучков и др.. -Екатеринбург, 1998. 52 с.

86. Жучков В. И. Сравнительная оценка эффективности усвоения ферросплавов при выплавке стали / В. И. Жучков, О. Ю. Шешуков, Е. Ю. Лозовая // Электрометаллургия. 2004. - № 5. - с. 9-11.

87. Лозовая Е. Ю. Плавление силикокальция, вводимого в жидкую сталь различными способами / Лозовая Е. Ю. и др. // Сталь. 2005. - № 12. -с. 21-23.

88. Внепечная обработка расплава порошковыми проволоками / Д. А. Дюдкини др.. Донецк, 2002. - 296 с.

89. Лозовая Е. Ю. Кинетика плавления ферросплавов при их вдувании в железоуглеродистый расплав / Е. Ю. Лозовая, В. И. Жучков, А. В. Некрасов // Электрометаллургия. - 2001. - № 1. - С.41 -47.

90. Виноградов С. В. Эффективность различных способов раскисления сталипри внепечной обработке / С. В. Виноградов, В. В. Кромм, В. И. Жучков // Электрометаллургия.- 2004. № 6. - С.21-23.

91. Пат. 2139943 Российская Федерация, МПК6 С 21 С 7/10. Способ получениявысококачественной стали / Ю.С. Комратов и др. ; заявитель и патентообладатель ОАО "НТМК" опубл. 20.10.99, Бюл. № 29.

92. Кнюппель Г. Основы и технология ковшовой металлургии. Т.2: Раскисление и вакуумная обработка стали: Пер. с нем. / Г. Кнюппель. -М, 1984.-412 с.

93. Кнюппель Г. Раскисление алюминием. Т.2: Раскисление и вакуумная обработка стали: Пер. с нем. / Г. Кнюппель. М., 1973. - 312 с.

94. Производство стали на агрегате ковш-печь: Обработка стали кальцийсодержащими реагентами / Д. А. Дюдкин и др.. Донецк, 2003.-300 с.

95. Каваути Ю. Технология обработки специальных сталей кальцием / Ю. Каваути, М. Кадзусима // Новости ЧМ за рубежом. 1996. - № 1. - С. 64-66.

96. Жучков В. И. Методы улучшения качества иразливаемости металла путёмсовершенствования технологии его раскисления при внепечнойобработке / В. И. Жучков, С. В. Виноградов, А. А. Фетисов // Металлург. 2003. - № 10. - С.40-43.

97. Явойский В. И. Теория процессов производства стали: Вторичное окисление стали / В. И. Явойский. М., 1963. - 820 с.

98. Кудрин В. А. Технология получения качественной стали / В. А. Кудрин, В.1. Парма.-М., 1984.-320 с.

99. Кудрин В. А. Внепечная обработка чугуна и стали / В. А. Кудрин М.,1992.-286 с.

100. Характеристика износа огнеупоров при разливке сталей раскисленных кальцием / Я. Кярья и др. // МРТ. 1999. - С.24-28.

101. Пат. 2275431 Российская Федерация, МПК7 С 21 С 7/06. Способ раскисления стали алюминием / О. Ю. Шешуков и др. ; заявитель и патентообладатель ГУ Институт металлургии УрО РАН опубл. 27.04.06, Бюл. № 12.

102. Использование ферроалюминия для раскисления стали / О. Ю. Шешукови др. // Сталь. 2004. - № 9. - С. 26-28.

103. Виноградов С. В. Физико-химические свойства комплексных алюминий-икремнийсодержащих ферросплавов / С. В. Виноградов., О. В. Заякин., В. И. Жучков // Расплавы. 2006. - № 3. - С. 122-124.

104. Физико-химические характеристики ферросплавов системы Fe-Al / О. Ю.

105. Шешуков и др. // Электрометаллургия. 2005. - № 9. - С. 20-22.

106. Жучков В. И. Применение методов моделирования для определения оптимальной плотности ферросплава / В. И. Жучков, А. С. Носков, A. JI. Завьялов // Изв. ВУЗов. Черная металлургия, 1981. - № 12. - С. 21-23.

107. Стрелов К. К. Технология огнеупоров / К. К. Стрелов, И. Д. Кащеев, J1. С.

108. Мамыкин. М., 1988. - 524 с.

109. Кашо М. Совершенствование огнеупоров для футеровки циркуляционныхвакууматоров / М. Kamo, М. Nambu, М. Yoshida // Новости ЧМ за рубежом.- 1995.-№ 1.-С. 12-14.

110. Сумо М. Механизм износа периклазохромитовых изделий в циркуляционном вакууматоре / М. Сумо, Р. Накамура, М. Огата // Новости ЧМ за рубежом. -1998. № 1. - С. 18-21.

111. Акутая К. Совершенствование огнеупоров для циркуляционных вакууматоров / К. Акутая, К. Фудзи, Ц. Китаи // Новости ЧМ за рубежом. 1996. -№ 4. - С. 21-23.

112. Marsh R. Совершенствование установки процесса циркуляционного вакуумирования №1 в отделении "Грейт лейке дивижн" / R. Marsh, F. Donahue // Новости ЧМ за рубежом. 1995. - № 3. - С. 15-16.

113. Повышение стойкости футеровки циркуляционного вакууматора / Б. Н. Хворов и др. // Сталь. 2000. - № 11. - С. 35-36.

114. Современные технологии внепечной обработки металла в конверторном цехе / А. А. Фетисов и др. // Металлург. 2000. - № 5. - С.38-39.

115. Эксплуатация RH-вакууматора ОАО «ММК» / Р. С. Тахаутдинов и др. // Новые огнеупоры. 2002. - № 4. - С.28-32.

116. Свидетельство на полезную модель 25509 Российская Федерация, МПК7 С 21 С 7/10 . Вакуумёмкость повышенной стойкости / Виноградов С. В., Данилин Ю. А., Коротков В. А. ; заявитель и патентообладатель ООО "Композит". опубл. 10.10.02, Бюл. №. 28.

117. Wolf Ch. Keramishe Zeitschrift / Ch. Wolf, K. Wolf'// Новости ЧМ за рубежом. 2003. - № 2. - С. 110-113.

118. Разработка конструкций инжекционных установок и их применение в металлургии / В. Н. Лопатин и др. // Физическая химия и технология в металлургии: тр. региональной науч. конф. Екатеринбург, 2005. -С. 235-240.

119. Смолдырев А. Е. Гидро и пневмотранспорт / А.Е. Смолдырев. - 2-е изд.-М.,- 1975.-384 с.

120. Оборудование для инжекционной технологии в металлургии / В. Н. Лопатин и др. //Сталь. 2004. - № 4. - С.23-25.

121. Кудрин В. А. Теория и технология производства стали / В. А. Кудрин. -М., 2003.-147 с.