автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Совершенствование технологии и управления плавкой высоколегированных сталей в дуговых электропечах на основе измерений окисленности металла

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ

На правах рукописи

ПАРШИН Михаил Иванович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ ПЛАВКОЙ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ В ДУГОВЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧАХ НА ОСНОВЕ ИЗМЕРЕНИЙ ОКИСЛЕННОСТИ МЕТАЛЛА

Специальность 05.16.02 — «Металлургия черных

металлов»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

'С//У/

Москва 1991

Диссертационная работа выполнена в Московском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институте стали и сплавов.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент СИМОНОВ В. И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор ЛУЗГИН В. П., кандидат технических наук ЗИМИН В. Ю.

Ведущее предприятие: Институт металлургии им. А. А. Байкова АН СССР

Защита диссертации состоится 18 апреля 1991 г. в/£?часов на заседании специализированного совета Д-053.08.01 по присуждению ученых степеней в области металлургии черных металлов при Московском институте стали и сплавов по адресу: 117936, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, дом 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « марта 1991 г.

Справки по телефону: 237-84-45

Ученый секретарь специализированного совета доктор технических наук,

профессор БОРОДИН Д. И.

- о -

Актуальность работа.

Развитие народного хозяйства обуславливает необходимость увеличения объема выплавка качественных сортов сталей, повышения их служебных характеристик при одновременном снижении затрат на производство. Решение такой комплексной задачи требует постояшого совершенствования традиционной технологии, разработки и внедрения АСУ технологическими процессами.

До настоящего времени основная доля коррозионностойких сталей в стране выплавляется в электродуговых шчах путем переплава легированных отходов, основной технологической операцией, во многом определяющей технико-экономические показатели процесса плавкл в целом, является окислительной рафинирование высокохромлстого расплава. Однако, низков качество подготовка шихты, отсутствие надежных способов контроля за состоянием в печи во время продувки расплава к~1-лородом приводят к неоправданно высоким потерям ценных легирущих элементов и прездэ всего хрома. Градационнее способы проведения восстановительного периода плавки приводят к нестабильному усвоению легирущих иг' шлака и добавок, вследствие чего икэет место повышенный расход дорогих легирущих материалов, затрудагэтся расчет добавок.

Несмотря на наличие многочисленных исследований процесса окислительного рафинирования высоколегированных расплавов, нет единого мнения о лимитируищх стадиях и механизме процесса обезуглероживания. Недостаточно изучен вопрос о механизме окисления хрома в различных зонах металлической ванны и роли шлака в процессах окисления углерода и хрома. Шекщеся исследования изменения окисяэн-ности металла в процессе окислительного рафинирования, относятся в основном к хелезо-углеродиетам расплавам.

Повышение технико-экономических показатэлей процесса огавки

возможно за счет разработки более совершенных способов контроля и управления. Перед, .тивным направлением является применение кислородно-концентрационных датчиков как на стадии исследований, так и . для управления процессом плавки. Требуем дальнейшей проработки вопрос о возможности применения кислородных зондов для управления процессами окислительного и восстановительного рафинирования высоколегированны!, в том числе хромошкелевщ. расплавов при 8лектрошшвке.

Цель работы:

- оценить достоверность измерений окисленности металла и шлака в ходе злектроплавки высоколегированных сталей датчиками типа УКОС;

-на основе экспериментов разработать и опробовать способы управления технологическими процессами алектроплавки ( продувка кислородом, раскисление, легированна и доводка ) высоколегированной стали, используя в качестве контролируемого параметра окислительный потенциал металла;

' - на основании результатов исследований разработать варианты ресурсосберегающей технологии выплавки коррозионностойхой стали.

Научная новизна. Уточнены особенности совместного окисления углерода и хрома, позволившие сформулировать алгоритм управления кислородной продувкой высоколегированного расплава в элэктродуговой печи. Получены количественные выражения, позволяющие на основе измерений окислительного потенциала расплава рекомендовать оптимальные ' технологические параметры процесса плавки, а также прогнозировать в ходе злектроплавки поведение основных легирующих элементов.

Практическая значимость и таеализация •результатов •работы. Разработаны и опробована варианты ресурсосберегающей технологии выплавки коррозионностойкой стали, предусматриваицие раскисление шлака коксом ^ окислительный период и интенсивное раскисление металла и шлака кремний- и алшиний-содерхащиш материалами в вое-

становительный период планет.

Достоверность и надежность полученных результатов обеспечивалась совремвннши методами анализа и использованием вычислительной техники для обработки данных.

Апробация работа. Основные положения и результаты работа доложены: - на VI Всесоюзной лаучной хонДйрвпщя во современням проблемам Елехтрокзталлургил стали (Челябинск, ЧПИ, 1987 г.).

- на III Республиканской научно-технической конференции по техническому перевооружению к внедрению новых ресурсосберегавдкх технологий в электростелеплавильном производив (Днепропетровск, ДЩ, 1989 г.).

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на /ЦТ страницах, состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литература /^^наименований, ^ приложений, содержит /V таблиц,^^ рисунков.

Публикации. Основное содержание работы изложено в 5 статьях и тезисах докладов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРНШЕ РАБОТЫ МЕТОДИКА КССЕДОВЙНИИ

В качестве объекта исследований выбрана технология производства коррозионностойких сталей типа ХХ8Щ0Т методом переплава в электродуговых печах легированных отходов с использованием газообразного кислорода. По году плавки наряду с основными технологическими операциями производаш отбор проб металла и шлаке, измерения оживленности и температуры металла. Эксперимента проводили в ДСП-20 завода "Электросталь" и в ДСП-50 ПО "Шюрскай завод".

Содержание углерода в пробах металла определяли кулономет-рическш методом, остальные элементы металлического и шлаксвого

расплавов - на многозональном ронгено-флюоресцэетяом спектрометре И!?-1600 производства фарт "Филипс" (Голландия). Измерения температуры производили термопарами ПР(В) (до 1800°С) и ВР5/20.

Для измерения окисленности расшшва использовали устройство УКОС-1 производства завода "Теплоприбор*. электрод сравнения смесь порошков Ио-Ио02, твердый электролит - ггО^^Од). Расчеты величины парциального давленая кислорода Рп по результатам измерений ЭДС (Е) и температ^эы производили с помощью уравнений:

V [(?9 ьР02(ср)^Э1Р('Ю/Ег) "Ре ] 1е ро2(ор) = ~ 25635/11 + б»181 1е р0

Для оценки воспроизводимости результатов измерений окислен-нобти легированного металлического расшшва проведены эксперименты на сходимость двух последовательных измерений . В обобщенном вида результаты экспериментов представлены в таблице I.

Таблица I

Воспроизводимость измерений, окисленности металла в ДСП

< 1 )

lg Рй = - 62600Л" + 12,76

период плавки интервал а[0]. % интервал и среднее отклонения а£0],Ж(отн) температура, °С

окислительный 0,01 - 0,1 0 - 15 / 8,2 1530 - 1900

восстанови- 0,005 - 0,03 0 - 7 / 5,6 1600 - 1740

тельный 0,001 - 0,005 5 - 15 / 8,2 — * —

в коше 0,0003 - 0,001 0 - 23,6 / 17,0 1580 - 1640

Величина отклонений парных измерений Д, характеризующая погрешность измерений, зависит от уровня окасланвости расплава и от характера процессов в печи. При сшпкенш a[0J в интервале от 0,02 % до 0,001 S максимальная величина д увеличивается в среднем от 7 до 15 sfora). При более низких значенная* 8t0) ( менее 0,001 s ) величина Д достигала 30 й(отн). Некоторое снижение достоверности измерений в окислительных условиях плавки (значения &мах достигала

15 %(отн)> связано, по-видалому, с тещей место в этот пэрис плевки неравномерностью окисленности расплава.

С целью оцонки степени неравномерности окисленности металла в печи проведеш одновременные замеры a^-j в различных точках металлической ваяны. Установлено, что в ходе продувки расплава кислородом вблизи зоны продувки <afо]) металл значительно переокимюн по сравнении с основной массой расплава. Степень пере окисле кно ста, выраженная отношение?.! колеблется в ходе продувки в

интервале о? 1,5 до 4,0.

изучение закономршхтш озшсжггЕ-Шюго и восстлнокптшго

РАФИНИРОВАНИЯ ШСОКОЛЕЮТОВАКНОГО ХРОМСОДЕРКАЦЕГО РАСШИВА В ЭЛЕКТРОПЕЧИ

Обезуглероживание высокохрокистого расплава при продувке гг о-оОразным кислородом в электропечи сопровождается значительными потеря?® хрома. На основании проведенного баланса кислорода при валлавкэ стали типа XI8H10 в ДСИ-БО установлено, что на стадии интенсивного 'окислэния углерода (СЮ) при СО] > 0,1-0,2 % на окисление углерода расходуется от 16 до 32 % поступзщег- в расплав кислорода, а 33-53 % идет на окисление хрома. На заклвчятельпой стадии продувки (ЗСО) соответствующие значения составляет 8-15 % и 41-61 %, причем около 25 % вводимого в печь кислорода не усваивается расплавом и выносится в печную атмосфэру.

На основании результатов измерений установлено, что изменение активности кислорода aICjj в объеме металлической ванны в процесса обезуглероживания хромоникелевого расплава носит слоашй характер. На начальной стадии процесса (при а[С] > 0,3 %) величина at0] хорошо описывается равновесием с углеродом, однако несколько превышает равновесные значения а°01. Затем в интервале О,IS < 0,3$

наблюдается увеличение величины at0J, опережающее возрастание а°0}. В конце окиелителиого периода плавки окисленность металла колеблется в широком интервале значений от 0,03 до О,ИХ.

Установлено, что изменение величин лереокисленности металла по отношению к равновесию с углеродом ^а[0]=аС0ГаС0] н мака ш отношению к металлу Aa^j = - a£0J ( - окисленность металла, равновесная о (РеО) в шлака известного состава и температура ), незакасшо от вместимости сечи подчиняются закономерностям, нока-зшннм на рис. I. Расчета величин a£0J и производили при

ломот выражений:

- . lg af0J - -lg atcJ - II68/T - 2,07 ( 2 )

lg efgÇ - 3g a<?e0) - 6372/T + 2.73 ( 3 )

Как видно из рас.I, на начальной стадии продувки при atCj > 0,3 %, когда реакция окисления углерода лимитируется внешним подводом окислителя и протекает преимущественно в вершах слоях металлической ванны ( о чем свидетельствует наОлкдаеыый характер газо-выделенния ), имеет место незначительная пере окисленность металлической ванны (¿afoj й 0,005 %). в интервале 0,1 % s a[0J « 0,3% величина возраотает до значений 0,02 -0,03 X. УЬеличивадщвяся на данном этапе продувка роль в объеме расплава углерода

( или кислорода ) приводит к перемещена» фронта реакции обезуглероживания в нижние слои металлической ванны.

Скорость процесса обезуглероживания пропорциональна потоку кислорода к поверхности реагирования "металл-газ" и может быть оценена при помощи уравнения дшййгзш:

12 Да(П1 Sur Уо = — .pml.—iHi %/q (4)

16 101 1101 Y где Pf-Qj - коэффициент ыассопереноса кислорода, в расчетах принимали м/о; Sur - площадь поверхности реагирования "металл-газ", tP; V - объем металла, м3.

по реакции: .

2[СГ]+3[0]=(СГ203) -----852243+375,7«Т , Дх/МОЛЬ ( 9 )

Для прогпоанровпкзт п ходз шчвки величины потерь хрома за время продуши, можно лссользоватъ информация об окисленносга расплава в конце продувки. Так да условия продувки в ДСП-20 повышении окислеиности расплава а^ с 0,04 до 0,11% соответствует увеличение т)ок в два раза, с 14 до 28 Ж(отн). Эта связь имеет вид:

1)ок ^ ¿Сг/[Сг]Е= 6,25 + 17Э,7С»а[0] Г = 0,75 ( 10 )

где ДСг, !Сг)н- величина потерь и начальное содержание хрома, %.

Установлено, что содержание хрома в шшо в восстановительных условиях плавки связно с достигаемы!.! в процессе обработка уровнем окиоленности металлического расплава. Сштэвив ввличшш а[01 послэ раскисления металла и окислительного плака в среднем с 0,025 до, 0,003 % и. иекеэ соответствует уменьшение содержания (Сг203) в &г~че в сродна;.! с 35 до 20 %. На зтапе доводки стали уменьшению а[01 в среднем с 0,003 до 0,001 55 соответствует значительное понзеэзиэ содержания (Сг203) в шлака - прпуерно с 15-20 до 2-5 а. Таим образом, ооеоночепие трэбуемого уровня окисленности металлического расплава позволит повысить и .стабилизировать извлечешь хрома ( гее: очевидно л других легирующих и гаяеза ) из печного шлака.

Установлено, что на этапе раскаслешя степень усвоения окио-лоного за врзмя продувка хрома (гр= Л[Сг]вЛЦСг]ок) колеблется от плазка к планке в троком интервале - для ДСП-20 ст 30 до 70 для Дап-50 от 0 до 80 %. Значетта болгпш т)а связано о уровном окислен-постн расплава и описнезотся уравнениям регрессии (для ДСП-20):

• Т)п=0,705-23,64»а[0] , Г=0,82 ( IX )

Таким образом, информация о о окиеленпоотн расплава мскет Сыть использовала да прогнозирования в&гашш усвомлзя хрома. Доста-гэег.э а 20X9 расхяслзиш мотелю и клала втахах значаща

(менее 0,008 %) обеспечит стабильно-высокие значения усвоения хрома ( более 50 £ ).

Величина усвоения титана ври легировании им в ковше колеблется от плавки к плавке в широком интервале значений - от 30 до бОХ(отн). На основе анализа экспериментальных данных установлена связь величины с окисленностью металла в печи перед выпуском. Понижение величины а[01 до 0,002 % приводит к повышению и стабилизации величины усвоения титана на уровне 47-60 Ж(отн). Дальнейшее снижение уровня а[03 не сказывается на величине Y^.

Статистической обработкой массива экспериментальных данных уста-HOBJituia связь меаду величиной усвоения титана и температурой стали: % = 477 - 0.263.Т . Г = 0,70 ( 12 )

где Т - температура металла, °С.

- Таким образом, обеспечение на заданном уровне окисленности и температуры шталлического расплава (a[0j€0,002S и Т и 1680-1600°С) позволит повысить и стабилизировать усвоение титана в ковше ( и 55 - 60 Ж ). При этом должны быть стабильными состав шлака, а также технология выпуска и легирования стали.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ ЗЛЕКТРОПЛАВКОИ

КОРРОЗИОНГОСТОИКОЯ СТАЛИ По результатам проведенных исследований разработан способ . управления технологией влектроплавки коррозионнностойкой стали, основанный на измерении окисленности металла. Он включает в себя следующие основные элементы:

I) На основании информации об уровне окисленности металла после-окончания окислительной продувки - расчетом определяются величина потерь t)OK и содержание хрома в металлической ванна (Cri ;

*

- прогнозируется остаточное содеряашэ в расплйве углерода [С1; - определяется требуемое количество раскислителя.

2) По данным об окисленности металла после раскисления стали

- осуществляется контроль достигаемого в годе раскисления уровня окисленности расплава ( а[0] не более 0,008 % ) и при необходимости а[0] доводится до требуемого уровня дополнительными присадками раскислителей;

- делается прогноз достигаемого уровня усвоения из шлака хрома т)3, значение которого используется при расчете добавок феррохрома.

3) Перед выпуском металла из печи

- присадками раскислителей окислеЕность металла доводится до заданного уровня ( а£01 н.б. 0,002 * );

- делает 1 прогноз ожидаемого усвоения титана при легировании в коше и рассчитывается масса ферротитана.

Отдельные элементы описанного способа управления технологей электроплавки, такие как прогнозирование состава расплава в конце продувки ([С] ДСП), регулируемое раскисление стали, опробованы в ДСП-20 завода "Электросталь", показали достаточно высокую . эффективность и рекомендована к внедрению. *

Раскисление шлака коксом в ходе окислительного периода плавки коррозионностойкоЯ стали. Уманкгэние потерь хрома на начальной стадии продувки возможно за счет снижения окислительного потенциала шлаковой фазы. О зтой целью в условиях ДСП-20 при выплавке стали марки ХШШЭТ проведены эксперимента с использованием в качестве раскислителя шлака отходов коксового производства и кремний-содержащих материалов (ССХ). Опробованы различные схемы присадки и состав раскислителей.

Установлено, что полокительный кйзкт по снигениг потерь хрома

шэет место в случае использования кокса фракции 30-60 км, присаживаемого в пэчь в количестЕб 3-4 кг/т после расплавления 70-80 3 шихта и образования плака. Через 5-Ю мин посла.дачи кокса осуществляли 1Я1тенсифл<ащ1й плавления кислородом, далее плавку вели по обычной технологии.

На рис. 3 показана связь кеад количеством окисленного за период продувки хрома и конечным содерзанкеи в расплаве углерода в сравнении для опытной и обычной технологии плавки. Раскисление шлака коксом приводит к сшшэнез величины т)ок в среднем на 3-5 й(отн). В результате на' 3-4 % (отн) увеличивается сквозное извлечение хрока и сминается расход рафинированного феррохрома <. см. табл.2 ).

Уровень окисленности шталла не изменяется в результате присадки на шлак раскислцтеля и определяется составом и тешшратурой расплава в соответствии с уравнением ( 7 ). При атом присадка на клак кокса но влияет на скорость процесса обезуглерогашашя и продолжительность окислительного периода плавки. Ограничение содержания в шлаке хрома обеспечивает более высокую згадаоподвшаюсть идака па протяжении всего окислительного пориода плавки. Это облегчает опара-паи по обработке галака в период раскисления и при его удалении из шчи.

Способ расчета требуемого /количества раскислителя основан на балансе кислорода в процессе расююлошя. Б качестве примера на рко. 4 в виде номограммы иредставлввн результата расчета расхода раскислитодя ( дробленного К45 ), необходимого гдо раскислешя . стели тала 138ЕЮ в аослесрок/вочний период в дсп-20.

Б кодели расчета принимали, что раскиолитель расходуется на: а) раскисленш слака, т.е. восстшовл&ш® окстдсв лэгпрувди зло-мантов (Сг,03, ЕлО) и еэлеза (РеО) к б)раскислзша кэтадла, включая

Влияние кокса на снижение потерь хрома в окислительный период плавки.

О 0,03

Рио. 3

0,05

0,07 0,09

Концентрация углерода,

0,11

о - с-ичпал технология ® - технология о раскислением шлака коксом

Таблица 2

Сравнение основных показателей плавок

^^ Показатели Технология о т н 0 ш к р- о 1 § к Ё5 £С]К, % Содержание хрома, % Т)ок % отн АССг! % абс % отн '"РеСг кг/т

1СГ1Ш 1Сг]в 1Сг1к 1СГ]Г

Базовая (1СгК15%) 39 0,056 13,23 12,54 10,34 17,76 17,50 1,03 86,42 119,5

Раскисление шлака коксом 54 0,062 13,29 12,71 10,78 17,74 13,08 1,04 89,52 108,0

Регулируемое раскисление 6 0,054 13,32 12,71 10,52 17,71 17,21 1,40 89.81 ПОЛ

Раскисление биметаллом 6 0,0Г<5 13,01 11,75 9,53 18,10 18,05 1,87 90,15 126,5

процессы связывания растворенного в металле кислорода toi ( определяли на основании результатов измерений a ) и растворения в нем злемента-раскислителя. В расчете учитывали наличие порошкообразных раскислителей ( для ДСП-20 это ТС75 - з кг/т и Al - I кг/т ).

Установлено, что определяющими факторами для величины т^ в данном случае являются исходные ( после окончания продувка до присадки раскислителя ) количество в илаке оксида хрома Сг203 ( колеблется от плавки к плавке в интервале 30 - 50 % ) и уровень окислен-ности металлического расплава ( а[0] = 0,03 - 0,11 % ). При этом содержание хрома в плаке пропорционально потерям хрома в период продувки т)ок и с достаточной точностью моют быть определено на основе измерений окисленности металла ( выражение ( 10 ) ).

Таки.. образом, предлагаемый способ расчета позволяет в ходе эле^юплавки высоколегированной стаж осуществлять шбор режима раскислбния в зависимости от велгшш активности кислорода в металле. Как видно из номограммы рис.4, при увеличении а101 с 0,04 до 0,10 % расход дробленного ФС45 в послопродувочный период при выплавке коррозпонностойкой стали долкен быть увеличен с 12,5 до 22,5 кг/т ( при I& кг/т по действующей'технологии ).

В табл. 2 представлены результаты проведенной серии опытных плавок в ДСП-20, предусматривающих управление процессом раскисления коррозионностоАкой стали ( регулируемое раскисление ) на основе измерений окисленности стала. На плавках зафиксировано повышение усвоения хрома из шлака в послепродувочный период в среднем с 1,0 до 1,4 й(абс), что привело к снижению расхода рафинированного феррохрома бог10 чем на 4 кг/т стали.

Применение алтанний-содержащих материалов для интенсивного рас кисления коррозпонностойкой стали. Возжтости интенсификации про-

Номограмма расчета раохода раскислителя

Рис. 4

цесса раскисления хромистых шлаков на плавках коррозионностойких сталей, сплавами кремния в значительной степени ужа исчерпаны. Дальнейшее повышение степени извлечения из шлака хрома ( как и других элементов ) возможно лишь при исгользоврнии более сильных раскислите лей.

В ДСП-20 проведены эксперименты по отработке технологии раскисления металла алюминием. В качестве раскислителя использовали отхода листа и ленты биметалла марки АЛ-Г/ШМПОТ в соответствии с техническими условиями I-809-671-83. Состав отходов: сталь П8Н10 - 15 £ 5 % (вес), алшаний - 85 -. б % (вес).

На опытных плавках посла окончания окислительной щоязяка. металла на шлак присаливали симетагл в сочетании с силикохродам, уменьшая при этом расход кремния. Соотношение п^, в порядке увеличения количества алшиния изменяли следукцам образом : 5/10; 7,5/5,5 ; 7,5/7,5 ; 10/7,5 ; 15/0.

В результате экспериментов установлен наиболее оптимальный состав раскислательной смеси - биметалл 7,5 -10 кг/т и 1С - 7,5 кг/т, при котором достигались наилучшие технико-экономические показатели плавка. В результате частичной замены кремния на алшиняй (сц. табл.2) значительно повышается величина восстановления хрома из окислительного шлака ( АСг0 = 1,87 % против 1,03 % по базовой технологии ). В результате сквозное усвоение хрома увеличивается на 4-5 % (отн) и достигает 91 % (ота). На экспериментальных плавках зафиксировано снижение и стабилизация уровня окисленаости металла.

Установлено, что дальнейшее снижение расхода кремния ( менее 7,5 кг/т ), как и использование только алшиния ( до 15 кг/т ) не приводят к положительному эффекту ш экономии хрома, при этом на опытных плавках величина восстановления хрома г)в изменялась в интервале 60 - %(отн), что соответствует обычной технологии.

3 Ы В О Д Ы :

1. Кислородные зонда типа УКОС позволяют с достаточной надежностью производить измерения уровня окисленности высоколегированного хромоникелзвого расплава ь процессе плавки стали в электродуговой точи. Погрешность измерений, выражения величиной отклонения А парши: замеров at01, на эташ окислительного обезуглерогивзния не превышает 15 Ж(отн). В восстановительный период плавки, после проведения технологических операций то раскислению и легировании стали, значение А составляет не солее 7 Ж(отн) при а[01 > 0,005 % и до 15 $(отн) в интервале 0,001 % < а£03 < 0,005 %.

2. В окислительный период плавки существует значительная неоднородность металлической ванны по уровню окисленности, что необходимо учитывать при изучении процесса обезуглероживания. В объеме металла, прилегающем к зоне продувки газообразным кислородом, степень пероокйслешости расплава по сравнению со средними по ванне значениями составляет от 1,5 до 4,0.

3. Анг. лз результатов измерений уровня окислэнности металла в ходе йлектроплавки коррозионностойкой стали показывает, что тра-•диционная технология не обеспечивает стабильности процессов окислительного и восстановительного рафинирования высоколегированного расплава. Контроль и регулирование по ходу плавки окисленности металла является одним из резервов совершенствования технологии.

4. Интенсивное окисление углерода при а[С] > 0,3 % происходит преимущественно в подшлаковой зона по всей поверхности металлической ванны. Реакция обезуглероживания протекает в объеме металла за счет потока кислорода из переокисленной области кеъ'аллической ванны Этап продувки при atCj в интервале от 0,3 -о 0,1 %, когда наблюдается рост переокисленности металлической ванны, является, по-видимому, переходным от внешне диффузионного реаима реагирования к

внутридиффузионному. увеличивающаяся на данном этапе роль диффузии в объема расплава углерода ( или кислорода ) приводит к перемещению фронта реакции обезуглероживания в нижние слои металлической ванны.

При достижении а(С1 а о,1 %, вследствии увеличения равновесной снижается пероокисленность металлической ванны, реакция окисления углерода перемещается в зону продувки расплава кислородом. В этот момент уненьиаэтся скорость обезуглероживания, которая при аЮ1 ~ а(01 определяется диффузией в металле углерода ( или кислорода). Уровень окислэнности металлического расплава на заключительной стадии обезуглероживания определяется содержанием углерода, грома и температурой.

5. Окислительная роль шлака по отношению к металлу проявляется лишь на ничальной стадии продувки хромоникелевого расплава кислородом при а[С1> 0,15 %. Шлаком в этот период могет окисляться не более 15-30 % углерода металла. С повышением интенсивности продувки роль плака как поставщика кислорода для обезуглероживания расплава уменьшается.

6. Имеющее место окисление хрома на начальном этапе продувки происходит в основной на границе раздела "металл-шлак". На заключительной стадии продувки в переокисленной области металлической ванны создаются условия для окисления хрома растворенным в металле шслородоа. Количество окисленного за период продувка кислородом хрома могет быть оценено на основании информации об уровне окислен-сости металла с помощью полученных регрессионных связей.

7. Усвоение хрома из плака на этапе раскисления и титана при логпроваппч ш в коше связано с достигаемым в ходе обработки стала уровнен окисленности металла. Доведение окисленности металла на этапе раскисления до значений 0,003 3 и менее, а такзе перед выпуском стала до 0,002 % и ниге ( при температуре пе более 1600 °С, ) обэсда-

чивает стабильно-высокий уровень усвоения хрома (не менее 50 Ж(стн) и титана ( и 55-60 % ).

8. Разработан способ управления технологией плавки коррозион-носгойкой стали ва основе комплексного использования метода гемере-ний окисленности металла. Он позволяет прогнозировать содержание углерода и хрома на заключительной стадии продувки, осуществлять выбор режима раскисления металла и шлака, а также прогнозировать величины усвоения легирукцях добавок.

9. Снижение окислительного потенциала шлака на начальном этапе продувки коксом позволяем уменьшить потери хрома без снижения скорости обезуглероживания хромо-шсэлевого расплава. Наиболее аффективным оказывается использование в качестве раскислителя коксика фракции 30-63 ш, присаживаемого в печь в количестве 3-4 кг/т до ввода в расплав кислорода после расплавления 70-80 % шихты и образования илака. В результате снижаются потери хрома за окислительный период Елавкп на 3-5 $(отн), увеличивается его сквозное усвоение на 3-4 ®(отн) и ошшается расход низкоуглеродастого феррохрома.

10. Частичная замена в составе раскислительной смеси кремния на алшгаий ( отходи биметалла Н( 85 %) - сталь П8Ш0 ) позволяет понизить и стабилизировать окисленность металла на уровне 0,00450,006 % на зтапе раскисленная и 0,002-0,003 % в конца втапа доводки, в также существенно повысить степень извлечения из шлака хрома ( до 1,9 Ж(абс) против 1,0 *(абс) по обычной технологии ). Сквозное усвоение хрома составило 91,0 Ж(отн) против 86,5 Ж(отн). Подобран оптимальный состав раокислительной смеси : 7,5 кг/т биметалла и 7,5 кг/т ферросилиция.

Основное содержаний дассвртащш отражело в следующих опубликованных работах:

I. Контроль окисленности металла в период обезуглероживания

рас-плэва при выплавке сложнолетированной нержавеющей стали типа 12Х38Ш0Т / Паршин М.И., Симонов В.И., Коснрев К.Л., Римкевич B.C. а др. // Современные проблема электрометаллургии стали : Сб. докладов IV всесоюзной научной конференции,- Челябинск (ЧПИ).-1987.- С. 71-72.

2. Выбор режима раскисления на основе контроля окислевнооти металла при выплавке стали типа 12Н8Ш0Т / Косырев К.Л., Симонов

B.П., Паршин М.И., Римкевич B.C. я др. // Соврем&нные проблемы электрометаллургии стали : Сб. докладов IV всесоьзной научной конференции.- Челябинск ОЧПИ).- 1987.- С. 72-73.

3. Оки елейность жидкой металлической ванны в процессе плавки в ДСП высоколегированных расплавов / Паршин М.И., Косырев К.Л., Симонов В.И., Афанасьев C.D. и др. // Техническое перевооружение и внедрение новых ресурсосберегающих технологий в электросталеплавильном производстве : В сб. докладов третьей республиканской научно-технической конференции.- Днепропетровск (ДЛИ).- 1989.-

C.18-19.

4. Паршин U.K., Симонов В.И. Окисленность системы металл-шлак в ходе обезуглероживания коррозионностойкой стали // Изв. вузов. Черная металлургия.- 1990.- И Ii.- C.I02.

5. Паршин U.K., Симонов В.И., Колосов A.D. Выбор режима раскисления коррозионностойкой стали на основе контроля активности кислорода металла // Изв. вузов. Черная металлургия.- 1990.- N 12.-С.99-100.