SPR / Содержание
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ «ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КОНСПЕКТ
ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«СОВРЕМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ РАФИНИРОВАНИЯ СТАЛИ»
Рассмотрено на заседании кафедры
«Металлургия стали» (протокол № 6
от 19 января 2010 г.)
Утверждено на заседании Научно-
издательского совета ГВУЗ «Донецкий национальный технический университет»
(протокол № 1 от 01 марта 2010 г.)
2010
2
УДК 669.18 (075.8)
Конспект лекцій з дисципліни «Сучасні процеси рафінування сталі» / Авт. Зборщик О.М. – Донецьк: ДВНЗ «ДонНТУ», 2010. – 165 с.
Розглянуті теоретичні основи процесів позапічного рафінування металу; конструкція та робота агрегату ківш-піч, обладнання для вакуумування сталі у ковші та циркуляційного вакуумування; способи виробництва корозійностійкої сталі; особливості технології виробництва сталі для газопровідних труб, холод- нокатаного листа, IF-сталі, електротехнічної, рейкової, підшипникової сталі та ін..
Для підготовки бакалаврів за професійним спрямуванням «Металургія» спеціальності 6.090400 «Металургія чорних металів».
(Російською мовою)
УДК 669.18 (075.8)
Конспект лекций по дисциплине «Современные процессы рафинировани- ия стали» / Авт. Зборщик А.М. – Донецк: ГВУЗ «ДонНТУ», 2010. – 165 с.
Рассмотрены теоретические основы процессов внепечного рафинирова- ния металла; конструкция и работа агрегата ковш-печь, оборудования для ва- куумирования стали в ковше и циркуляционного вакуумирования; способы производства коррозионностойкой стали; особенности технологии производст- ва стали для газопроводных труб, холоднокатаного листа, IF-стали, электротех- нической, рельсовой, подшипниковой стали и др..
Для подготовки бакалавров по профессиональному направлению «Метал- лургия» специальности 6.090400 «Металлургия черных металлов».
(На русском языке)
Автор |
А.М. Зборщик, проф. |
Ответственный за выпуск |
В.Л. Жук, доц. |
3
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
1 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ |
|
|
РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
7 |
|
1.1 |
Внепечное рафинирование стали без использования вакуума . . . . . |
7 |
1.2 |
Внепечное вакуумирование стали . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
14 |
1.3 |
Организация производства стали различного назначения в |
|
|
современных сталеплавильных цехах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
18 |
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ВНЕПЕЧНОГО |
|
|
РАФИНИРОВАНИЯ СТАЛИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
22 |
|
2.1 |
Процессы при продувке металла инертным газом . . . . . . . . . . . . . . . |
22 |
|
2.1.1 Усреднение состава и температуры металла в ковше . . . . . . . . |
22 |
|
2.1.2 Дегазация стали при продувке инертным газом . . . . . . . . . . . . |
24 |
2.2 |
Десульфурация металла ковшевым шлаком . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
26 |
2.3 |
Процессы при вакуумной обработке стали . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
28 |
|
2.3.1 Термодинамическая оценка глубины дегазации металла . . . . . |
28 |
|
2.3.2 Особенности кинетики реакций дегазации и |
|
|
обезуглероживания стали . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
30 |
|
2.3.3 Основные кинетические закономерности циркуляционного |
|
|
вакуумирования стали . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
35 |
|
2.3.4 Основные кинетические закономерности вакуумирования |
|
|
стали в ковше . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
37 |
2.4 |
Процессы при обработке стали кальцием . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
38 |
|
2.4.1 Основные физико-химические свойства кальция . . . . . . . . . . . |
38 |
|
2.4.2 Процессы при растворении в стали сплавов и соединений |
|
|
кальция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
40 |
|
2.4.3 Основные требования к организации десульфурации |
|
|
стали кальцием . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
43 |
|
2.4.4 Модифицирование неметаллических включений при |
|
|
обработке стали кальцием . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
44 |
4
2.5 |
Определение активности кислорода и содержания серы |
|
|
в металле методом электродвижущих сил . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
46 |
3 ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫПУСКА МЕТАЛЛА ИЗ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ |
|
|
АГРЕГАТОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
48 |
|
3.1 |
Организация выпуска металла из дуговых сталеплавильных |
|
|
печей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
48 |
3.2 |
Организация выпуска металла из кислородных конвертеров . . . . . . |
50 |
4 КОНСТРУКЦИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ АГРЕГАТА |
|
|
КОВШ-ПЕЧЬ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
55 |
|
4.1 |
Основное технологическое оборудование установки ковш-печь . . . |
55 |
4.2 |
Технология обработки металла на установке ковш-печь . . . . . . . . . . |
59 |
4.3 |
Шлаковый режим установок ковш-печь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
64 |
4.4 |
Дефосфорация металла на установке ковш-печь . . . . . . . . . . . . . . . . |
66 |
4.5 |
Основные преимущества агрегата ковш-печь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
66 |
5 ВНЕПЕЧНАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ С ХИМИЧЕСКИМ |
|
|
НАГРЕВОМ В КОВШЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
68 |
|
5.1 |
Процесс CAS-OB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
68 |
5.2 |
Процесс HALT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
73 |
5.3 |
Процесс IR-UT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
73 |
5.4 |
Процесс REHeating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
74 |
6 ЦИРКУЛЯЦИОННОЕ ВАКУУМИРОВАНИЕ СТАЛИ . . . . . . . . . . . . . |
76 |
|
6.1 |
Краткое описание процесса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
76 |
6.2 |
Конструкция циркуляционных вакууматоров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
78 |
6.3 |
Технология удаления водорода и корректировки химического |
|
|
состава стали . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
82 |
6.4 |
Технология обезуглероживания металла без использования |
|
|
кислорода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
84 |
6.5 |
Циркуляционное вакуумирование с продувкой металла |
|
|
кислородом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
86 |
6.6 |
Циркуляционное вакуумирование с продувкой металла |
|
5
|
порошками . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
91 |
7 ВАКУУМИРОВАНИЕ СТАЛИ В КОВШЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
93 |
|
7.1 |
Конструкция камерных вакууматоров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
93 |
7.2 |
Технология обработки металла в камерных вакууматорах без |
|
|
использования кислорода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
95 |
7.3 |
Технология обработки металла в камерных вакууматорах с |
|
|
продувкой кислородом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
100 |
7.4 |
Сравнительная характеристика различных способов |
|
|
вакуумирования металла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
102 |
8 ОБРАБОТКА СТАЛИ В ПРОМЕЖУТОЧНЫХ КОВШАХ |
|
|
МНЛЗ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
105 |
|
8.1 |
Продувка инертным газом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
106 |
8.2 |
Организация потоков металла при помощи порогов и |
|
|
перегородок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
108 |
8.3 |
Нагрев металла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
110 |
8.4 |
Вакуумирование стали . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
111 |
8.5 |
Ввод порошковой проволоки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
113 |
9 ПРОИЗВОДСТВО КОРРОЗИОННОСТОЙКОЙ, ЖАРОСТОЙКОЙ |
|
|
И ЖАРОПРОЧНОЙ СТАЛИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
115 |
|
9.1 |
Общая характеристика стали высоколегированной |
|
|
коррозионностойкой, жаростойкой и жаропрочной . . . . . . . . . . . . . . |
115 |
9.2 |
Выплавка высоколегированной стали в конвертерах |
|
|
аргонно-кислородного дутья . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
117 |
|
9.2.1 Конструкция конвертера аргонно-кислородного дутья . . . . . . |
117 |
|
9.2.2 Технология выплавки стали в конвертерах аргонно- |
|
|
кислородного дутья . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
118 |
9.3 |
Рафинирование высоколегированного полупродукта продувкой |
|
|
кислородом в камерных вакууматорах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
122 |
|
9.3.1 Оборудование для рафинирования металла продувкой |
|
|
кислородом в камерных вакууматорах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
122 |
6
|
9.3.2 Технология рафинирования высоколегированного |
|
|
|
|
полупродукта продувкой кислородом в вакууме . . . . . . . . . . . |
124 |
9.4 Новые способы рафинирования высоколегированного |
|
||
|
полупродукта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
127 |
|
10 |
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА |
|
|
|
ВЫСОКОПРОЧНОЙ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ |
|
|
|
ДЛЯ ГАЗОПРОВОДНЫХ ТРУБ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
130 |
|
11 |
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ |
|
|
|
ДЛЯ ХОЛОДНОКАТАНОГО ЛИСТА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
136 |
|
12 |
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА IF-СТАЛИ . . . . |
143 |
|
|
12.1 |
Назначение и химический состав IF-стали . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
143 |
|
12.2 |
Организация внепечной обработки и разливки IF-стали . . . . . . . . |
145 |
13 |
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА |
|
|
|
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
154 |
|
14 |
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА |
|
|
|
ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
158 |
|
|
14.1 |
Рельсовая сталь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
158 |
|
14.2 |
Подшипниковая сталь . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
161 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
165 |
||