автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Ресурсосберегающие технологии электрошлакового переплава деталей металлургического оборудования

Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

Глава 2. Расчет медных изложниц кристаллизаторов для электрошлакового переплава.

Глава 3. Новая ресурсосберегающая технология выплавки заготовок для медных изложниц кристаллизаторов из медных стенок кристаллизаторов МНЛЗ.

Глава 4. Связь износа изложницы кристаллизатора с параметрами кокиля и режимами переплава.

Глава 5. Новая технология переплава роликов МНЛЗ.

Глава 6. Динамика поведения серы при ЭШП на доменном гранулированном шлаке.

В настоящее время одной из наиболее высокоэффективных и распространенных технологий повышения качества выплавляемой стали, утилизации и переплава отработавших ресурс деталей машиностроительного и металлургического оборудования и, в частности, роликов МНЛЗ, является электрошлаковый переплав (ЭШП). Эта перспективная технология позволяет вторично использовать дорогостоящие ресурсы (теплостойкую, ножевую, валковую и т.д. стали и цветные металлы) без потери качества переплавленного металла при обеспечении высоких служебных свойств .металлопродукции. Простота, универсальность и доступность технологии вызвали рост количества и мощности печей ЭШП, увеличение сортамента изделий, но еще остается много проблем и есть необходимость совершенствования данного процесса. Поэтому работы, направленные на решение этих вопросов, являются актуальными.

В связи с распространением технологии ЭШП, ее гибкостью и широким диапазоном сечений отливаемых слитков остро встает вопрос разработки и проектирования оснастки для данного производства. До сих пор нет надежной, простой и доступной методики для расчетов и изготовления медных изложниц кристаллизаторов (МИК) ЭШП непосредственно в цехах ЭШП.

МИК изготавливаются из дорогой и дефицитной меди, поэтому необходимо решить проблему утилизации и повторного использования медных отходов металлургического производства. Необходимо разработать ресурсосберегающую технологию переплава медного лома методом ЭШП в заготовки для МИК.

Одним из наиболее ресурсоемких элементов технологии ЭШП является подготовка электродов, особенно при переплаве крупногабарит5 ных деталей, так как требуется наличие большого станочного парка, квалифицированного рабочего персонала, инструментальных, временных, амортизационных и других затрат. Поэтому актуален вопрос разработки новой ресурсосберегающей технологии подготовки и переплава электродов ЭШП с минимальными экономическими потерями.

Важным вопросом является расчет режимов переплава ЭШП, особенно в свете использования составных или нестандартных флюсов, для которых неизвестны многие параметры и, в частности, удельная электропроводность. Есть необходимость теоретического и практического исследования этой характеристики флюсов.

ЭШП является одним из относительно энергоемких способов плавки металла. Использование дорогих экологически опасных фторидных шлаков, связанный с ними высокий расход электричества приводит к резкому удорожанию конечного продукта, а также загрязнению окружающей среды. Поэтому исследования, направленные на устранение этих факторов и разработка новых ресурсосберегающих технологий, являются актуальными.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные исследования позволили решить комплексную задачу по разработке новых ресурсосберегающих технологий для ЭШП слитков - заготовок для роликов МНЛЗ ККЦ ММК, утилизации медных отходов кристаллизаторов МНЛЗ, и изготовления МИК ЭШП.

1. Разработана и внедрена новая ресурсосберегающая технология переплава меди отработанных узких и широких стенок кристаллизаторов МНЛЗ в слитки - заготовки для изготовления МИК ЭШП. Предложен новый состав флюса для переплава меди. Исследована возможность применения различных методов жидкого и твердого старта с использованием съемного графитового электрода и сплавляемого стального «ввертыша» при переплаве меди. Установлена возможность использования для изготовления МИК медных слитков с содержанием железа до 0,85 %.

Технология утилизации меди дала высокий экономический эффект, стоимость слитков МИК в 1, 5 раза меньше стоимости покупных заготовок.

2. Исследована возможность применения в практике ЭШП унифицированных МИК со стенкой толщиной до 60 мм. Разработана новая упрощенная методика расчета МИК, позволившая спроектировать и изготовить кристаллизаторы с утолщенной стенкой, что увеличило стойкость МИК на 250 %. Применение меньшего количества МИК с утолщенной стенкой позволило в 1, 5 раза сократить расходы на их изготовление.

3. Исследована и установлена функциональная зависимость износа МИК от толщины стенки, коэффициента заполнения и числа дней работы. Выведена зависимость мощности, выделяемой в шлаковой ванне, от величины износа. Разработана упрощенная методика расчета удельной электропроводности составных флюсов на основании данных опытных плавок для коррекции режимов переплава.

4. Разработана новая ресурсосберегающая технология электрошлакового переплава роликов МНЛЗ ММК. Внедрена новая технология подготовки электродов для ЭШП. Предложен дешевый флюс для ЭШП -гранулированный доменный шлак. Разработаны режимы выплавки слитков для роликов МНЛЗ на этом шлаке. Теоретически рассчитаны удельная электропроводность граншлака и коэффициент массопереноса в нем серы в процессе ЭШП. Данная технология успешно внедрена на ММК, дала высокий экономический эффект (более 570000 в ценах 1999 г.), позволила частично утилизировать отходы доменного производства и улучшить экологию ЭШП.

5. Исследована динамика поведения серы в процессе ЭШП слитков для роликов МНЛЗ на граншлаке. Получены уравнения регрессии распределения серы по ходу переплава в шлаке и в металле слитка.

Разработаны и внедрены технологические инструкции:

- ТИ-101-Р-ЭШП 4-11-98 «Тепловые расчеты кристаллизаторов ЭШП»;

- ТИ-101-Р-ЭШП 2-08-2000 «Изготовление медных заготовок методом ЭШП»;

- ТИ-101-Р-ЭШП 2-02-2000 «Выплавка слитков - заготовок для роликов МНЛЗ методом ЭШП».

Разработанные ресурсосберегающие технологии могут быть использованы на любом предприятии имеющем печи ЭШП. Особенно они актуальны для крупных металлургических производств, использующих технологию непрерывной разливки стали. В перспективе технология утилизации меди может позволить наладить безотходный цикл воспроизводства узких и широких стенок кристаллизаторов МНЛЗ.

102

Разработанные методики максимально приближены к реальному производству и в силу своей простоты доступны технологическому персоналу не обладающему особыми знаниями и навыками, что очень важно для небольших цехов ЭШП, учитывая специфику применения и распространения данной технологии.

1. Электрошлаковые печи / Под ред. Б.Е. Патона и Б.И. Медовара. Киев: Наукова думка, 1976. - 414 с.

2. М.М. Клюев, С.Е. Волков. Электрошлаковый переплав. М.: Металлургия , 1984,- 208 с.

3. Каменский Ю.М., Романов В.М., Тоисеев В.И. Повышение стойкости подвижных кристаллизаторов для ЭШП // В отраслевом тематическом сб. Производство сталей и сплавов в электрошлаковых печах. Москва, ЦНИИ и ТЭИ ЧМ, 1982. - 175 с.

4. Самохвалов Г.В., Черныш Г.И. Электрические печи черной металлургии. М.: Металлургия , 1984. - 232 с.

5. Егоров А.В., Моржин А.Ф. Электрические печи. М: Металлургия, 1975.-351 с.

6. С. Йоши, А. Митчел. Тепловые процессы при ЭШП / Материалы III международного симпозиума по технологии электрошлакового переплава. Киев: Наукова думка, 1973. - 276 с.

7. Медовар Б.И., Латаш Ю.В. Электрошлаковый переплав. М.: ГНТИ, 1963. -170 с.

8. Максимович Б.И. О выпрямлении переменного тока при электрошлаковом переплаве расходуемых электродов в водоохлаждаемой металлической изложнице // Автоматическая сварка, 1961, № 3. с. 23 -25. .

9. Максимович Б.И. Условия возникновения постоянной составляющей тока при электрошлаковом переплаве в водоохлаждаемых изложницах. -Автоматическая сварка, 1961. № 4. - с. 25 -28

10. Дудко Д.А., Рублевский И.Н. К вопросу о природе вентильного эффекта при электрошлаковом процессе // Автоматическая сварка, 1961. -№4.-с. 18-20.

11. Справочник по сварке цветных металлов: Справочник / Под ред. С.М. Гуревича. Киев: Наукова думка, 1990. - 511 с.

12. Физико химические свойства элементов: Справочник / Под ред. Г.В. Самсонова . - Киев: Наукова думка, 1965. -.807 с.

13. Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1972. - 480 с.

14. Электрические промышленные печи, дуговые печи и установки специального нагрева / Под ред. А.Д. Свенчанского. М.: Энергоиздат, 1981.-296 с.

15. Глебов А.Г., Мошкевич Е.И. Электрошлаковый переплав. М.: Металлургия, 1978. - 216 с.

16. Глинков М.А., Глинков Г.М. Общая теория тепловой работы печей. -М.: Металлургия, 1990. 232 с.

17. Кабардин О.Ф. Физика. Справочные материалы. М.: Просвещение, 1985. - 359 с.

18. Свенчанский А.Д., Смелянский М.Я. Электрические промышленные печи. М.: Энергия, 1970. - 264 с.

19. Шорин С.Н. Теплопередача. М.: Высшая школа, 1964. - 490 с.

20. Г. Омурой, М. Вакабаяси, Т. Хосода. Анализ теплопередачи в процессе ЭШП / Материалы III международного симпозиума по технологии электрошлакового переплава. Киев: Наукова думка, 1973. - 276 с.

21. Вейник А.И. Техническая термодинамика и основы теплопередачи. -М.: Металлургия,1965. 375 с.

22. Гейшовт М. А., Бережинский Р. А. Эмпирические зависимости для расчета теплопередачи через оребренную стенку // Теплоэнергетика. -1968. -№1, с 73 -75.

23. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. М.: Машгиз.- 1962.560 с.

24. Чернобай В.А. О начале пузырькового кипения при вынужденном движении жидкости. Люберцы: ВИНИТИ. -1981. -13 с.

25. А.В. Лыков. Тепломассообмен // Справочник. М.: Энергия,- 1972. -456 с.

26. Теплотехнический справочник / Под ред. В.Н. Юренева. М.: Энергия, 1976. Т. 2.-896 с.

27. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергоиздат. -1981. -417с.

28. Кутателадзе С.С. Теплопередача при конденсации и кипении. М. -Л.: Машгиз.- 1952.-232 с.

29. Кутателадзе С.С., Боришанский В.М. Справочник по теплопередаче М. - Л.: ГОСЭНЕРГОИЗДАТ. -1959. - 414 с.

30. I.V. Samarasecera and J.К. Brimacombe. The influens of mold behavior on the production of continuously cast steel billets // Metallurgical transactions B, volume 13b, march, 1982. a. 106 -116.

31. Электрошлаковый металл / Под ред. Б.Е. Патона и Б.И. Медовара. -Киев: Наукова думка, 1981. 680 с.

32. Латаш Ю.В., Медовар Б.И. Электрошлаковый переплав меди // Цветные металлы. -1966. № 12, с. 74 - 75.

33. Коренюк Ю.М., Дидковский В.П. Электрошлаковая отливка меди и некоторых ее сплавов // Автоматическая сварка. -1960. № 5, с. 44 - 49.

34. Сварка в машиностроении: Справочник / Под ред. А.И. Акулова. М.: Машиностроение, 1978. Т. 2. - 462 с.

35. Физико химические свойства элементов: Справочник / Под ред. Г.В. Самсонова . - Киев: Наукова думка, 1965. - 807 с.

36. Фролов В.В., Ермолаев В.И. О неравномерности распределения водорода в меди при сварке // Сварочное производство. 1975. - № 4, с. 28 - 29.

37. Подгаецкий В.В. О флюсах для электрошлаковой сварки. // Автоматическая сварка. - 1956. - № 4.

38. Лычко И.И., Ильюшенко В.М., Алексеенко А.П. Электрошлаковая сварка толстолистовой меди // Автоматическая сварка. 1967. - № 10, с. 80.

39. Андронов П.А., Чекин В.М. Физические свойства расплавленных металлов и шлаков. М.: Металлургия, 1970. -126 с.

40. А. С. СССР 486690, заявка №2031556 / 22 02. Флюс / М. И. Вайншток, О. Д. Молдовский и Р. М. Фридлянский. - 11. 06.1974.

41. А. С. СССР 400202, заявка №1672599 / 22 02. Флюс/ М. И. Вайншток, О. Д. Молдавский. -17.06.1971.

42. А. С. СССР 265917, заявка № 1306719 / 22 02. Флюс / О. Д. Молдавский М. И. Вайншток, С.Г. -17. 02.1969.

43. А. С. СССР 403757, заявка № 1672598 / 22 02. Флюс / М. И. Вайншток, О. Д. Молдавский. -17. 06. 71.

44. А. С. СССР 558540, заявка № 1941780 / 22 02. Флюс / О. Д. Молдавский, М. И. Вайншток, А.И. Суворов, В.В. Лазарев, Л.И. Круковский, Л.П. Селезнев. - 26. 07.1973.

45. А. С. СССР 522748, заявка № 2131587 / 22 -02. Флюс / А.Л. Бреккер, О. Д. Молдавский, М. И. Вайншток, P.M. Фридлянский, А.И. Суворов. -07.05.1975.

46. Патент РФ 2092595, заявка № 96105584 / 02. Флюс / В.П. Соломко, С.Е. Волков, B.C. Дроздов, Ю.И. Павлюк, А.В. Михайлов, А.И. Волков. -21.03.96.

47. А. С. СССР 293860, заявка № 1395528 / 22 -2. Флюс / А.И. Манаков, Б.М. Лепинских, А.Е. Гончаров. 27.01.1970.

48. А. С. СССР 293859, заявка № 1395535 / 22 -2. Флюс / А.И. Манаков, Б.М. Лепинских, А.Е. Гончаров. -27.01.1970.

49. А. С. СССР 310939, заявка № 1418430 / 22 -2. Флюс / А.К. Грахов, У.А. Шамуратов, В.И. Боравик, Э.Х. Туляганов. 30. 03.1970.

50. Николаев А.К. Материалы для кристаллизаторов непрерывного литья слитков // Цветные металлы. 1983.№ 12, с. 51 55.

51. Кононов Б.З. / Проблемы стальных слитков. М.: Металлургия, 1969. с. 596-599.

52. Машины непрерывного литья заготовок / В.М. Нисковских.С.Е. Карпинский, А.Д. Беренов. М.: Металлургия, 1991. - 272 с.

53. Непрерывное литье стали. Труды международной конференции. Пер. с англ. / Под ред. И.Н. Колыбалова и Б.Е. Гуревича. М.: Металлургия, 1982. -480 с.

54. Николаев А.К., Новиков А.И., Розенберг В.М. Хромовые бронзы. М.: Металлургия, 1983. - 176 с.

55. Поживанов A.M., Шаповалов А.П., Чуйков В.В и др. Повышение стойкости криволинейных МНЛЗ // Сталь. 1984. № 11. С. 27 28.

56. Ефремов П.Е., Рутес B.C. Проблемы стальных слитков. М.: Металлургия, 1974. с. 619 - 622.

57. Ефремов П.Е., Рутес B.C. Непрерывная разливка стали. М.: Металлургия, 1973, вып. 1, с. 109 -111.

58. Емельянов В.А. Тепловая работа машин непрерывного литья зап> товок. М.: Металлургия, 1988. -143 с.

59. Желадный В.И., Коваленко З.Н. Возможности ассимилирования оксидов железа фторидно хлоридными и оксидными шлаками // Сб. трудов Ин - т пробл. Литья. Теория и практика процессов получения биметаллических и многослойных отливок. - Киев: ИПЛ, 1987.

60. Шурыгин М.К., Никулин А.А., Лосенко В.В. Результаты статистического анализа стойкости кристаллизаторов печей ЭШП 101 // Отраслевойтематический сб. Производство сталей и сплавов в электрошлаковых печах. Москва, ЦНИИ и ТЭИ ЧМ, 1982. - 175 с.

61. Шурыгин М.К. Исследование процесса деформации гильзы промышленного кристаллизатора прямоугольного сечения // Отраслевой тематический сб. Производство сталей и сплавов в электрошлаковых печах. -Москва, ЦНИИ и ТЭИ ЧМ, 1982. 175 с.

62. И. Петрман. Электрошлаковый переплав быстрорежущей стали и использование этой стали в литом и слабодеформированном виде // В кн. Материалы III международного симпозиума по технологии электрошлакового переплава. Киев: Наукова думка, 1973. - 276 с.

63. Соловьев А.В. Электрошлаковое литье заготовок из конструкционной низколегированной стали // Проблемы специальной электрометаллургии, 1989, №3, с. 32-37.

64. Технологические инструкции на электрошлаковый переплав стали и сплавов / 02 Ш - 84. Производство стали методом электрошлакового переплава на однофазных установках Р - 951 и ОКБ - 9057/ Златоуст: ЗМЗЦЗЛ, 1984, с. 19-34.

65. Технологические инструкции. Производство сталей и сплавов способом электрошлакового переплава. ТИ 134 ЭСЗ. ЭШП - 86 / ТИ 134 -ЭСЗ. ЭШП - 1 - 86. Производство сталей и сплавов способом электрошлакового переплава // Челябинск: ЧМК ЦЛК, 1986, с. 4 - 21.

66. Алисова Т.Г. Влияние ЭШП на качество поковок из стали 38ХНЗМФА / Производство сталей и сплавов в электрошлаковых печах. Москва, ЦНИИ и ТЭИ ЧМ, 1982. - 175 с.

67. Б.И. Медовар, Ю.Г. Емельяненко. Перспективы применения кислых шлаков для электрошлаковой выплавки крупных слитков. в кн. Проблемы электрошлаковой технологии. - Киев: Наукова думка, 1978. -304 с.

68. Ill Международная конференция по расплавам шлаков и флюсов // Проблемы специальной электрометаллургии. 1989. - № 1, с. 74.

69. Бигеев. A.M. Металлургия стали. Челябинск: Металлургия , 1988.

70. Латаш Ю.В., Медовар Б.И. Электрошлаковый переплав. М.: Металлургия, 1970. - 240 с.

71. Поппель С.И., Сотников А.И., Бороненков В.Н. Теория металлургических процессов. М.: Металлургия, 1982. - 463 с.

72. Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е., Мальков Н.В. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М.: Металлургия, 1995. - 592 с.

73. Казачков Е.А. Расчеты по теории металлургических процессов. М.: Металлургия, 1988. - 288 с.

74. Филиппов С.И. Теория металлургических процессов. М.: Металлургия, 1967. - 279 с.

75. Жмойдин Г.И. Кинетика рафинирования электродного металла шлаком / Восстановление и рафинирование железа. М.: Наука, 1968. с.105 -118.

76. Теоретический анализ кинетики десульфурации стали при электрошлаковом переплаве / М.Я. Меджибожский, Б.И. Медовар, Б. И. Разин-кин, Л.В. Ребров, А.Г. Богаченко, Ю.П. Штанько. Проблемы специальной электрометаллургии, 1985, №3, с. 19-22.

77. Технологическая инструкция. Электрошлаковый переплав заготовок для роликов МНЛЗ. ТИ-101-Р-ЭШП 3-01-95 . Магнитогорск: ОАО ММК ЗАО МАРС ЦТЛ ЛСО, 1995. - 7 с.

78. Т. Мукерьи. Точечная сегрегация в электрошлаковых слитках высокоуглеродистой стали // В кн. Материалы III международного симпозиума по технологии электрошлакового переплава. Киев: Наукова думка, 1973.-276 с.

79. Мальков Н.В. Получение электрошлаковых слитков с пониженным содержанием водорода / В кн. Черная металлургия научные проблемы и технические решения. Под. ред. В.Е. Рощина. Челябинск: ЧГТУ,1997. - с. 89 - 93.

80. Т. Бэгшоу. Поведение водорода в процессе ЭШП / В кн. Материалы III международного симпозиума по технологии электрошлакового переплава. Киев: Наукова думка, 1973. - с. 203 - 220.

81. Т. Дердж обсуждение статьи Т. Бэгшоу «Поведение водорода в процессе ЭШП» // в кн. Материалы III международного симпозиума по технологии электрошлакового переплава. Киев: Наукова думка, 1973. - с. 220-221.

82. Справочник сварщика. Под. ред. В.В. Степанова. М.: Машиностроение, 1974. - 520 с.

83. Справочник Электродуговая сварка сталей / М.И. Каховский, В.Г. Фартушный, К.А. Ющенко. Киев: Наукова думка, 1973. - 480 с.

84. Технологическая инструкция по механизированной наплавке деталей металлургического оборудования № С -200 -87 / ЦТЛ УГМ ММК. Магнитогорск, 1988. - 18 с.91.. Автоматическая электродуговая сварка. Под. ред. Патона Е.О. -М.: Машгиз, 1953.-250 с.

85. Подгаецкий В.В., Рабкин Д.М. Металлургические реакции при сварке под флюсом с точки зрения ионной теории строения шлаков / Автоматическая сварка, 1952, № 2 , 64 с

86. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / Б.Е. Патон, Б.И. Лесков, Г.З. Волошкевич и др. М.: Машиностроение, 1974.-767 с.

87. Dr. Inz. Henryk Szwej Zmiana skladu chemicznego zuzla w czasie przetapiania w EZP oraz jej wplyw na proces odsiarczania / Hutnik, 1985, nr.2, c. 47 49

88. Изменение химического состава сталей Р9 и 1Х18Н9Т при ПДП под различными шлаками / Ю.П. Галицкий, А.И. Беломыльцев, В.Е. Власен-ко, Ю.П. Стройников // В кн. Производство сталей и сплавов в электрошлаковых печах. Москва, ЦНИИ и ТЭИ ЧМ, 1982. - 175 с.

89. Апипатов В.И., Проскуровский В.К., Матыцина Г.И. Зависимость качества металла и содержания водорода в жидкой ванне от состава флюса при ЭШП // В кн. Производство сталей и сплавов в электрошлаковых печах. Москва, ЦНИИ и ТЭИ ЧМ, 1982. - 175 с.

90. ЭШП мартеновской стали обработанной кислым синтетическим шлаком / А.А. Шарапов, С.Е. Волков, Л.Ф. Косой, А.Г. Шалимов и др.// В кн.

91. Производство сталей и сплавов в электрошлаковых печах. Москва, ЦНИИ и ТЭИ ЧМ, 1982. - 175 с.

92. Челищев Е.В., Арсентьев П.П., Яковлев В.В., Рыжонков Д.И. Общая металлургия. М.: Металлургия, 1971, 480 с.

93. Физико химические свойства элементов: Справочник / Под. ред Г.В. Самсонова. - Киев: Наукова думка, 1965, - 807 с.

94. Черная металлургия / Серия: Производство стали и ферросплавов, огнеупорное производство и подготовка лома черных металлов. Производство стали // Применение бандажированных роликов на МНЛЗ завода в Мидзусиме. М.: ЦНИИ и ТЭИ ЧМ, 1982. -175 с.

95. Баранов Г.Л., Гостев А.Л., Денисов Ю.В. Расчет и исследование роликового аппарата зоны вторичного охлаждения МНЛЗ.- Магнитогорск , 1993. 111с.

96. Иванов Ю.И. Исследование тепловых процессов в роликах МНЛЗ и разработка технологии их изготовления и эксплуатации / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. -Череповец, 1996. -18 с.

97. Расчет кристаллизаторов для электрошлакового переплава / К.Н. Вдовин, А.А. Подосян, М.И. Городецкий, А.Г. Алексеев // Металлург, 1999, №9, с 39-41.

98. Вдовин К.Н., Подосян А.А. Расчет кристаллизаторов электрошлакового переплава. Всероссийская науч. техн. конф. Энергетики и металлурги настоящему и будущему. Магнитогорск: МГТУ,1998. - с. 33.

99. Пентегов И.Е., Генис И.А. Исследование электрических полей и определение активного сопротивления шлаковой ванны // Проблемы специальной металлургии, 1978, №8, с 55 58.

100. Выплавка стали для роликов МНЛЗ / К.Н. ВдовиН, А.А. Подосян, В.М. Колокольцев, А.Г. Алексеев II В сб. науч. тр. Теплотехника и теплоэнергетика в металлургии. Магнитогорск: МГТУ,1999. - с. 110 - 114.113

101. Вдовин К.Н., Колокольцев В.М., Подосян А.А. Динамика поведения серы при ЭШП. Тезисы докладов международной науч. техн. конф. Уральская металлургия на рубеже тысячелетий. - Челябинск: ЮУрГУ, 1999. - с. 135-136.

102. Получение роликов МНЛЗ методом ЭШП / В.П. Чернов, К.Н. Вдовин, В.М. Колокольцев, А.Р. Фоменко, А.А. Подосян // Тезисы докладов международной науч. техн. конф. Современные проблемы электрометаллургии стали. - Челябинск: ЮУрГУ, 1998. - с. 17.

103. Новая технология переплава роликов МНЛЗ / К.Н.Вдовин, А.А. Подосян, А.Г. Алексеев, В.Е. Хребто // Металлург, 2000, №4, с. 31 33.

104. Программа тепловых расчетов МИК ЭШП

105. REM Программа написана на языке BASIC

106. REM Теплотехнические расчеты кристаллизаторов ЭШП

107. REM Программа написана на основании инструкции ТИ -101 Р - ЭШП 4 -11 - 98;

108. REM инструкции ТИ -101 Р - ЭШП 3 - 01-95; РТМ 24.968.01-81 ЦНИИМ г. Свердловска

109. CLS : PRINT" ВНИМАНИЕ ": PRINT

110. PRINT " При отсутствии данных датчиков КИП и А по расходу воды ( Gv ) м3 / ч "

111. PRINT " для расчета принимается, предварительно, минимальный расход -"

112. PRINT" Gv =7 м3 / ч . После окончания теплотехнического расчета производится проверочный "

113. PRINT" гидравлический расчет величины давления воды, при заданных сечениях протока необходимой"

114. PRINT" для обеспечения заданного расхода"

115. PRINT" Рисунки, ссылки на которые имеются в программе, находятся в ТИ -101 Р - ЭШП 4 -11 - 98

116. PRINT" Нажмите любую клавишу":16 GOSUB 700017 CLS : pi = 3.1415: К = 1

117. PRINT" ВВОД ИСХОДНЫХ КОНСТАНТ": PRINT : PRINT

118. LINE INPUT "Введите номер чертежа кристаллизатора "; nomer$

119. G = 250: REM Производительность переплава на печи ЭШП, кг / ч.40 q = 290: REM Теоретическое количество тепла на 1 кг металла, ккал / кг.

120. Н = .12: REM Высота шлаковой ванны, м.

121. Pizl = .06: REM Доля потерь излучения от зеркала шлака

122. Lst = 300: REM Теплопроводность материала кристаллизатора, ккал.100 tvv = 25: REM Температура воды на входе в кристаллизатор, °С.101 tstpr = 500: REM Предельно допустимая температура кокиля кристаллизатора, °С

123. INPUT "Введите расход воды Gv, согласно датчикам КИП и А , м3 / ч "; Gv

124. INPUT "Введите диаметр кристаллизатора Dcr, м"; Dcr

125. INPUT "Введите минимальную толщину стенки кристаллизатора Sst, м."; Sst

126. PRINT "Введите давление воды на входе в кристаллизатор pb, атм. согласно"

127. PRINT "датчикам КИП и А" 108 INPUT "Введите pb, атм"; pb

128. INPUT "Введите температуру воды на входе в кристаллизатор, °С, tvv ="; tvv112 PRINT " ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

129. PRINT" Номер чертежа кристаллизатора : "; nomer$

130. PRINT "Gv="; Gv;" Расход воды, м3 / ч."

131. PRINT" Dcr ="; Dcr;" Диаметр кристаллизатора, м."

132. PRINT " G = 250 Производительность переплава на печи 1,25-ЭШП-И1 кг / ч. "

133. PRINT " Q = 290 Теоретическое количество тепла на 1 кг металла ккал / кг. "

134. PRINT" Н = .12 Высота шлаковой ванны, м."

135. PRINT" hizl = .06 Доля потерь излучения от зеркала шлака."

136. PRINT" pb ="; pb; "-Давление воды согласно датчикам КИП и А„ атм"

137. PRINT11 Lst = 300 Теплопроводность материала кристаллизатора, ккал/ м ч °С "

138. PRINT" tw ="; tw;"- Температура воды на входе в кристаллизатор, °С."

139. PRINT" tstpr = 500 Предельно допустимая температура кокиля кристаллизатора, °С. "

140. PRINT " Cv = 1 Теплоемкость воды ккал/кг * град."

141. Рг = 5.42: PRINT "Рг="; Рг

142. PRINT" pi = 3.1415 число пи "127 PRINT: PRINT

143. PRINT" Расчет площади контакта шлака со стенкой кристаллизатора, м2." 130 Fch = pi * Dcr * Н

144. PRINT "Площадь контакта шлака Fch = pi*Dcr*H = "; Fch;" м2": 137 GOSUB 7000

145. PRINT : PRINT" Расчет площади металлической ванны, м2." 150 Fmetv = (pi * (Dcr)л 2) / 4

146. PRINT "Площадь металлической ванны Fmetv = (pi * (Dcr) Л 2) / 2 ="; Fmetv; " м2"

147. PRINT : PRINT " Расчет отношения площадей"170 Fpl = Fch / Fmetv

148. PRINT "Отношение Fpl = Fch / Fmetv ="; Fpl 178 PRINT

149. PRINT" По графику рис. 1 теплотехнической инструкции "

150. PRINT" по величине отношения Fpl найдите потери тепла от шлаковой ванны"

151. PRINT" сквозь стенку кристаллизатора, hw."

152. INPUT "Введите найденнук? величину hw = "; hw

153. PRINT : PRINT" Расчет необходимого количества теплоты Qp в шлаковой ванне." 220 Qp = (G * q) / (1 (hw + hizl))

154. PRINT "Количество теплоты Qp = (G * q) / (1 (hw + hizl))= "; Qp; "ккал / ч"

155. PRINT : PRINT "Расчет среднего удельного теплового потока qst, к стенке кристаллизатора "240 qst = (Qp * hw) / Fch 250 PRINT : PRINT"

156. Средний удельный тепловой поток"

157. PRINT" qst = (Qp * hw) / 260 PRINT : PRINT : PRINT" 270 PRINT" 1 Свободно омыв

158. PRINT" 2 Кокиль с прямоугольными каналами;" 278 PRINT" 3 - Кокиль с кругль ми каналами;

159. Fch ="; qst; "ккал / ч • м2 „

160. ВВЕДИТЕ ТИП КРИСТАЛЛИЗАТОРА:"аемыи кокиль;

161. INPUT "Введите тип : 1 , 2 , 3 "; Tip 285 IF Tip = 1 THEN GOSUB 1000 290 IF Tip = 2 THEN GOSUB 1020 295 IF Tip = 3 THEN GOSUB 1110

162. PRINT : PRINT : PRINT "Расчет среднего теплового потока к воде qv" 305 qv = (qst * Fch) / Fef

163. PRINT "Средний тепловой поток к воде qv = qst * Fch / Fef ="; qv; "ккал / ч • м2" 320 PRINT : PRINT

164. PRINT "Расчет максимального значения удельного теплового потока qmax к воде" 330 qmax = qv * 1.3

165. PRINT "qmax = qv * 1.3 ="; qmax; "ккал / ч • м2": GOSUB 7000

166. PRINT : PRINT : PRINT " РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРЫ НЕДОГРЕВА ВОДЫ dtned " 350 PRINT:

167. PRINT : PRINT "Для данного давления введите температуру кипения воды tcip, °С," 365 PRINT "согласно таблице 2 теплотехнической инструкции" 370 INPUT "Введите tcip = "; tcip

168. PRINT : PRINT "Теплоемкость воды Cv = 1 ккал / кг • °С ." 390 Cv = 1:

169. PRINT : PRINT : PRINT "Расчет температуры нагрева воды dtv в кристаллизаторе dtv" 420 Gm = Gv * 1000: dtv = (.75 * Qp) / (Cv * Gm)

170. PRINT : PRINT "Температура нагрева воды в кристаллизаторе dtv "

171. PRINT "dtv = (0.75 * Qp) / (Cv * Gm) ="; dtv;" °C ": GOSUB 7000

172. PRINT : PRINT : PRINT "Расчет средней температуры воды tvsr в кристаллизаторе"450 tvsr = tw + dtv / 2

173. PRINT : PRINT "Средняя температура воды в кристаллизаторе tvsr" 460 PRINT "tvsr = tw + dtv / 2 ="; tvsr;" °C "

174. PRINT : PRINT : PRINT "Расчет температуры недогрева для заданной скорости V" 475 dtned = tcip tvsr478 qcrr = (4.2 * 10 Л 4) * (V л (1 / 2)) * (((pb /10) * 10 л 6))л (1 / 3)

175. PRINT "Температура недогрева для заданной скорости dtned = tcip tvsr ="; dtned;" °C " 490 PRINT : PRINT : PRINT "По номограмме рис.3, по кривой температуры недогрева ,"

176. PRINT "и скорости течения воды V ="; V;", определяем критический тепловой поток - qcr, ккал / м2 • ч"

177. PRINT "Критический тепловой поток по А.В. Егорову А.Ф. Моржину, строка 478, qccr ="; qccr

178. PRINT" Выберите минимальный из двух потоков по А.В. Егорову А.Ф. Моржину либо по номограмме499 PRINT " рис.3 "

179. INPUT" Введите критический тепловой поток qcr ="; qcr

180. IF qmax < qcr AND qccr THEN PRINT " условие qmax < qcr соблюдается ": GOTO 510

181. IF qmax > qcr AND qccr THEN PRINT : PRINT : PRINT " ВНИМАНИЕ : Условие qmax="; qmax;" < ";" qcrqcr; " HE СОБЛЮДАЕТСЯ ": GOSUB 7000

182. PRINT "измените параметры охлаждения и сделайте перерасчет": GOSUB 7000: GOTO 2

183. PRINT : PRINT : PRINT "РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРЫ СТЕНКИ КРИСТАЛЛИЗАТОРА -tstpl СО СТОРОНЫ" 520 PRINT" ПЛАВИЛЬНОГО ПРОСТРАНСТВА"

184. PRINT : PRINT" Расчет коэффициента теплоотдачи к воде Av" 530 Av = К * 3.14 * ((qv) л .7) * ((pb) л .15)

185. Av1 = .021 * (lv / de) * (Re л .8) * (Prл .4)

186. Av2 = (1 / 1.163) * 6.023 * (((pb / 10)) л (1 / 5)) * (1.163 * qv л (2 / 3))

187. Avk = ((1 + ((Av2 / Av1) л 2)) A .5) * Av1

188. PRINT " Коэффициент теплоотдачи к воде при кипении по Б.Е. Патону "

189. PRINT " Av = 3.14 * ((qv) Л .7) * ((pb) л .15) = "; Av

190. PRINT" Коэффициент теплоотдачи к воде при конвекции по Г.В. Самохвалову, Г.И. Чернышу,"0

191. PRINT " Av1 = .021 * (lv / de) * (Re A .8) * (Prл .4) = "; Av1

192. PRINT " Коэффициент теплоотдачи к воде при пузырьковом кипении в большом объеме "

193. PRINT " Av2 = (1 /1.163) * 6.023 * (((pb /10)) Л (1 / 5))(1.163 * qv л (2 / 3)) = "; Av2

194. PRINT" Коэффициент теплоотдачи к воде при кипении по С.С. Кутателадзе "

195. PRINT" Avk = ((1 + ((Av2 / Av1) л 2)) л .5) * Av1 ="; Avk 547PRINT: PRINT:

196. PRINT "Расчет средней температуры стенки со стороны воды tstv,°C" 550 tstv = tcip + qv / Av

197. PRINT "Температура стенки со стороны воды tstv = tcip + qv / Av ="; tstv;" °C "

198. PRINT : PRINT "Расчет температуры стенки со стороны плавильного пространства tstpl, °С "570 tstpl = tstv + ((qst * Sst) / Lst): GOSUB 7000

199. PRINT" Температура стенки со стороны плавильного пространства," 578 PRINT" tstpl = tstv + qst * Sst / Lst tstpl;" °C "

200. IF tstpl < tstpr THEN PRINT "Условие tstpl < 500 °C соблюдается.": GOTO 592

201. IF tstpl > tstpr THEN PRINT "Условие tstpl < 500 °C не соблюдается."

202. PRINT "Измените параметры охлаждения и сделайте перерасчет.": GOSUB 7000: GOTO 2

203. PRINT : PRINT : PRINT "--------------------------------------------------------------------------"

204. PRINT" Условия : 1)Температура стенки со стороны плавильного пространства" 595 PRINT" tstpl ="; tstpl;" менее 500°С соблюдается "

205. PRINT " 2) Максимальный тепловой поток qmax ="; qmax; " < менее критического qcr ="; qcr; 607 PRINT " Условие соблюдается "

206. PRINT "Параметры охлаждения обеспечивают выше указанные условия"

207. PRINT"-------------------------------------------------------------------"

208. PRINT" Вывести на экран исходные данные и результаты расчетов ?" 630 INPUT "Введите 1-да; 2-нет"; poi: IF poi = 1 THEN GOSUB 8000

209. PRINT "Суммарный коэффициента сопротивления изменения потока En-'; En PRINT "Если на участке есть еще изменение потока введите -1 " INPUT" Введите 1 или 0 "; we: IF we = 1 THEN 2510 RETURN1. REM Подпрограмма

210. REM Расчет суммарного коэффициента сопротивления диффузора Ed PRINT: PRINT

211. PRINT "По графику на рис. 4 определите входное или выходное местные" PRINT" сопротивления -Eds "

212. PUT "Введите сопротивление расширения или сужения Eds"; Eds Ed = Ed + Eds

213. PRINT "Суммарный коэффициент сопротивления диффузора Ed="; Ed

214. PRINT "Если на участке есть еще диффузорный переход с сужением или расширением "

215. PRINT" введите -1 .если нет -0"

216. PRINT " tw ="; tw;" Температура воды на входе в кристаллизатор, °С;"

217. PRINT " G = 250 Производительность переплава на печи ЭШП, кг / ч;"

218. PRINT " Q = 290 Теоретическое количество тепла на 1 кг металла ккал / кг;"

219. PRINT" Н = .12 Высота шлаковой ванны, м;"

220. PRINT " hizl = .06 Доля потерь излучения от зеркала шлака;"

221. PRINT" Lst = 300 Теплопроводность материала кристаллизатора ккал / м • ч • °С; "

222. PRINT" tstpr = 500 Предельно допустимая температура кокиля кристаллизатора, °С "

223. PRINT" pi = 3.1415 число пи "1. PRINT: PRINT:

224. PRINT "Площадь контакта шлака Fch = pi*Dcr*H = "; Fch;" м2 ":

225. PRINT "Площадь металлической ванны Fmetv = (pi * (Dcr) л 2) / 2 ="; Fmetv; " м2 "

226. PRINT "Отношение площадей Fp = Fch / Fmetv ="; Fpl

227. PRINT "Количество теплоты Qp = (G * q) / (1 (hw + hizl))= "; Qp; "ккал / ч": GOSUB 7000 PRINT : PRINT" Средний удельный тепловой поток к стенке кристаллизатора "

228. PRINT" qst = (Qp* hw)/ Fch ="; qst;" ккал /ч • м2 " PRINT "Площадь сечения канала "; Fp;" м2 "

229. PRINT "Скорость течения воды в канале V = Gv / (3600 * Fp) = "; V;" м / с": PRINT" Эффективная поверхность охлаждения Fef"

230. Программа расчета удельной электропроводности шлаков

231. REM Программа написана на языке BASIC.

232. Lch = .12: REM Высота шлаковой ванны, м.8 h = .05: REM Меж электродный промежуток, м 12 Lei = 4.2: REM Длина электрода, м14 dc = .3: REM Диаметр кокиля кристаллизатора, м.

233. QSmd = 19.86 * 10 Л -4: REM Коэффициент учитывающий магнитные свойства материала. 17 QSms = 1.15: f = 50: REM Коэффициент учитывающий потери в контактах.

234. Rel = QSmd * QSms * (Lei / PERel) * SQR(Ro * Mu * f): REM Активное сопротивление электрода, Ом. 180 Xel = Rel * QSms + (6.28 * 10 Л (-5)) * (LOG(4 * Lei / del) -1): REM Индуктивное сопротивление, Ом. электрода

235. PRINT "Удельная электропроводность по И.В. Пентегову = "; xch * 100: REM print Rchl 510 k1 = 1 + 1.543 *(h/ Lch) Л 2.27 520 k2 = EXP(-1.69 * del / dc) 530 sig = (Rchl * dc) / (k1 * k2)

236. PRINT "Удельная электропроводность по А.В.Егорову = "; sig * 100 555 Sel = 3.14 * (del Л 2) / 4570 xch2 = 100 * Rchl * Sel / (-h * LOG(1 (del / dc)))

237. PRINT "Удельная электропроводность по А.В.Соловьеву = "; xch2: snath = .026

238. FOR x = 1 TO 80 STEP 5: REM Число дней эксплуатации582 sizn = 25.526 * 2.71 Л (-.0073 * x): REM Уравнение регрессии износа кристаллизатора.587 dcr = dc + (snath (sizn /1000)): REM Изменение диаметра с износом кристаллизатора.

239. Rchl = (xch2 /100) * (-h * LOG(1 (del / dcr))) / Sel: REM Сопротивление на шлаковой ванне 590 Р = Rchl * I Л 2: REM Мощность на шлаковой ванне, Вт.

240. Программа расчета коэффициента массопереноса

241. REM Программа написана на языке BASIC.

242. REM Программа предназначена для расчета коэффициента массопереноса

243. REM и диффузии серы на трех поверхностях реагирования: шлак конус электрода

244. REM PRINT" Диффузия серы из шлака в металл на трех поверхностях реагирования"

245. PRINT " Содержание серы в начале участков:"

246. REM PRINT" конус шлак, капли -шлак, металлическая ванна - шлак"

247. PRINT "Коэфф массопер ";" S начальное "; " S на конусе"; " S капель "; " S мет.ванны"; s

248. FOR I = 1 ТО 1800 STEP 100

249. REM М = ((3.14 * dcrЛ 2) / 4) * I * 7250600 s = .0472 * (((I + 94) /100) л -.4694): REM Уравнение регрессии распределения серы в шлаке 690 In = LOG(s / sn)

250. PRINT "SKOHyc="; sr2 sn;" 5капли="; sr3 - sr2;" 5ванны="; sr4 - sr3;" L="; I 900 NEXT Iщ 'Утверждаю: ^^/yj нач. цЭмО-3 A M. Трубников ---------------20001. АКТ

251. Об экономической эффективности применения в качестве флюса для ЭШП доменного гранулированного шлака.

252. В течение 1998 г. было выплавлено 1500 т металла ЭШП. Расход доменного гранулированного шлака составил 75 т.

253. Себестоимость доменного гранулированного шлака1. Сф) 36руб.

254. Себестоимость закупного флюса АНФ-321. С анф-32)" 6600 руб.

255. Экономический эффект в течение года при производительности 1500 т/год, и замене флюса АНФ-32 на доменный гранулированный шлак составил:

256. Эгр = 75 х ( С анф-32 С гр) = 75 х (6600-36)=492300 руб.

257. Ээ = 1500 х 189 х 0,3 = 85050 руб. Общий годовой экономический эффект составил:

258. ГЭэфф= Эф + Ээ= 492300+ 85050 = 577350 руб.1. Экономист ЦРМО 31. Воловская Н.Н.,V-•1. Утвер>едаю: шЬ/.нач. LLPMO-3 AIM. Tty битов----------------2000-1. АКТ

259. Об экономической эффективности выплавки медных заготовок для кокилей кристаллизаторов ЭШП из б/у медных широких стенок кристаллизаторов МНЛЗ.

260. Стоимость 1 тонны меди марки М1р ( Cmip ) 61500 руб. Стоимость 1 тонны медных отходов (С Лома) - 40500 руб. Стоимость медной откованной заготовки складывается из. термических работ, механической обработки, ЭШП, ковки (табл.1).