CC BY
70
Черчинцев В.Д., Гусев А.М., Дробный О.Ф.
Способы и средства снижения техногенного воздействия.
Список литературы
1. Галицейский Б.МРыжов Ю.АЯкуш Е.В. Тепловые и гидродинамические процессы в колеблющихся потоках. М.: Машиностроение, 1977.
2. Динамический излучатель систем акустинеской регенерации поверхностей пылеулавливающих установок / Гу-севА.М., Черчинцев ВД., Дробный О.Ф., Афонина ЕА. Магнитогорск: МГТУ, 1999.
3. Зарембо Л.К., Красильников В.А. Введение в линейную акустику. М.: Наука, 1966.
4. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости. М.: Наука, 1965.
5. Пикуль В.В. Общая техническая теория тонких упругих пластин и пологих оболочек. М.: Наука, 1972.
List of literature
1. Galitseisky B.M., Ryzhov YA., Yakish E.V. Thermal and Hydrodynamic Processes in the Unsteady Streams. M.: Mechanical Engineering, 1977.
2. Dynamic Radiator of Acoustic Surface Regeneration in Dust-Collecting Plants / Gusev A.M., Cherchintsev V.D., Drobny O.F., Afonina E.A. Magnitogorsk: MSTU, 1999.
3. Zarembo L.K., Krasilnikov V.A. Introduction to Linear Acoustics. M.: Science, 1966.
4. Landow L.D., Lifchiz E.M. Elasticity Theory. M.: Science, 1965.
5. Pikul V.V. General Technical Theory of Fine Elastic Plate and Depressed Shells. M.: Science, 1972.
УДК 669.1
Якшук Д.С., Паршиков А.Н., Вдовин K.M., Волошин Ю.А.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ С НОРМИРОВАННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ АЗОТА
В проблеме получения качественной стали для холодной вытяжки одной из важнейших за -дач является минимизация в ней массовой доли азота. Для нивелирования вредного влияния азота на технологичность изготовления и служеб-ные характеристики сталей для холодной вытяжки содержание азота в готовой стали не должно превышать 100 ррм.
Азот является малоактивным элементом. Сорбция его расплавами железа протекает с относительно высокой скоростью лишь в особых условиях (высокие температуры, ионизирование молекул азота, определенная окисленность и химический состав металла).
Принято считать, что существенно понизить концентрацию азота в жидком металле можно только в процессе плавки, на последующих этапах производства (выпуск, раскисление, внепеч-ная обработка, разливка), как правило, характерно заметное возрастание или стабилизация содержания азота.
Таким образом, задача получения регламентированного содержания азота в металле решается путем реализации ряда технологических мероприятий, направленных на снижение количества азота, вносимого исходной шихтой, и "промывка" жидкого металла инертным газом илиоксвдом углерода СО, образующимся при окислении углерода шихты. Исследования поведения азота проводились при производстве стали марки Св08А в ЭСПЦ ЗАО «Нижнетагильский метизно-металлургический
завод». Данная марка применяется для изготовления проволоки диаметром 2 мм и менее для сварочных автоматов. Исходным материалом является катанка диаметром 5,5 или 6,5 мм, из которой проволоку требуемых размеров получа-ют холодным волочением без промежуточного пате нгирования.
Один из способов понижения массовой доли азота перед выпуском - использование в шихтовке плавки твердого передельного чугуна. Чугун способствует «кипению» ванны металла за счет окисления углерода. Увеличение количества окисленного углерода во время плавки ведет к уменьшению содержания азота в металле. Влияние чугуна на содержание азота в металле перед выпуском представлено на рис. 1.
Характер кривых подтверждает то, что понизить концентрацию азота в металле возможно только в процессе плавки А на последующих этапах производства происходит увеличение массовой доли азота. Частичная замена металлического лома твердым чугуном, содержащим
0,002-0,003% азота, по мнению авторов работы [1], способствует снижению содержания азота в стали, но незначительно. В нашем случае использование в шихтовке до 10 т чугуна позволило снизить содержание азота в металле перед выпуском из ДСП в среднем на 0,0005°%.
Значительное влияние на поведение азота при выплавке в ДСП оказывает шлаковый режим плавки. Получение пенистых шлаков увеличива-
ет степень экранирования электрических дуг и способствует снижению содержания азота в стали По данным [2], максимальную пенообразующую способность имеют шлаки с основностью 1,8-2,2. Также одним из факторов, влияющих на содержание азота перед выпуском, является использование известняка в качестве шлакообразующего материала. Реакция разложения известняка приводит к интенсивному выделению диок-свда углерода, что способствует выносу азота из металла пузырьками С02. Также использование известняка и уменьшение среднего расхода извести на ДСП позволяет поддерживать оптимальную основность шлака (1,8-2,2) и его жид -коподвижность. Характер влияния известняка на содержание азота в жвдком металле перед выпуском показан на рис. 2.
Увеличение доли известняка в шлакообразующих материалах до 25% (до 1,5 т) позволило снизить содержание азота в металле перед выпуском из ДСП на 0,0006-0,0008%. Это можно объяснить тем, что над плавящейся шихтой при диссоциации известняка создается дополнительный окислительный потенциал, что приводит к созданию условий,
затрудняющих переход азота в металл.
Для минимизации прироста азота во время выпуска плавки из ДСП были опробованы 2 варианта присадки раскисляющих и легирующих материалов в ковш при выпуске плавки из ДСП:
1) После наполнения стальковша:
- от 50 до 60 т ферросиликомарганец;
- на 80 т алюминий и известь.
2) После наполнения ковша:
- на 80 т ферромарганец, известь и алюминий;
- на 90 т ферросиликомарганец.
Основная цель, преследуемая при разработке вариантов раскисления стали в ковше при вы -пуске плавки из ДСП, - это максимально поздняя отдача алюминия, так как имеется достаточное число экспериментальных данных сввдетельст-вующих о том, что в присутствии поверхностноактивных веществ резко снижается скорость взаимодействия азота с жвдким металлом. Это относится, прежде всего, к кислороду и сере. При концентрациях кислорода, близких к насы-щению, в поверхностном слое металла образуется окисная фаза, и поглощение азота происходит с ничтожно малой скоростью.
На рис. 3 представлена зависимость прироста азота при выпуске стали из ДСП от варианта присадки ферросплавов.
Из рис. 3 видно, что минималь-ный прирост азота (0,0001%) достигается при раскислении и легировании металла при выпуске из ДСП по 1-му варианту.
В условиях разливки стали из ковшей в струе образуются асимметричные возмущения, приводящие к разрыву струи на части. Инжектированный воздух теряет практически весь кислород, который переходит в металл. Однако небольшая скорость растворения молекулярного азота приводит к тому, что 20-25% азота из пузырьков воздуха переходит в сталь. За время выпуска стали концентрация увеличивается в среднем на 0,0012%.
Во избежание значительного прироста азота во время разливки стали на МНЛЗ производилась защита струи металла на участке сталь-ковш - промковш. Защита осуществлялась потрем вариантам:
1) защитная труба с подачей в ее полость аргона;
2) защитная труба с фетровой уплотнительной вставкой, которая на-
(нач.разп,) (кон.разл.)
—t—без чугуна с чугуном
Рис. 1. Динамика изменения массовой доли азота в металле на различных стадиях технологического процесса
Расход извесняка, кг/пл
Рис. 2. Зависимость содержания азота в металле перед выпуском из ДСП от количества известняка, используемого в качестве шлакообразующего материала
1N], % 0,0035
Max
Min
1 ЫЙ КЯПИЯНТ 9.ПЙ кяпиянт
Рис. 3. Зависимость прироста азота при выпуске стали из ДСП от способа присадки раскисляющих и легирующих материалов
4[N], % 0,003
1ый вариант 2ой вариант 3 вариант
Рис. 4. Зависимость прироста азота на участке стальковш - промковш от способа защиты струи металла
клеивалась на сталеразливочныи стакан при подготовке стальковша к работе;
3) защитная труба с уплотнительной вставкой типа ЭЛОМ (эластинный огнеупорный материал), который при взаимодействии с горячей поверхностью трубы и сталеразливочного стакана расплавляется, тем самым, обеспечивая герметичность соединения.
Зависимость прироста азота на участке сталь-ковш- промковш приведена на рис. 4.
Из полученной зависимости видно, что наи-
Список литературы
6. Исследование технолотческих процессов выплавки кордовой стали в сверхмощнойдуговой печи / Фоменко А.П., Эндерс В.В. и др. // Сталь. 2000. № 5. С. 35-37.
7. Явойский В.И. Теория процессов производства стали. М.: Металлургия, 1967. 792 с.
меньшии прирост азота на участке стальковш -промковш достигается при использовании защитной трубы со вставкой типа ЭЛОМ.
Заключение
Благодаря представленным мероприятиям в ЗАО «НСММЗ» при производстве сталей для холодной вытяжки удалось получить содержание азота в НЛЗ не более 0,008% (количество твердого передельного чугуна в шихтовке 5-10 т) и не более 0,009°% (без использования чугуна), что соответствует требованиям ГОСТ 2246-70.
List of literature
1. Technological Processes of Cord Steel in Superpower Arc Furnace / Fomenko A.P., Enders V.V. and others // Steel. 2000. № 5. P. 35-37.
2. Yavonsky V.I. Theory of Steel Making Processes. M.: Metallurgy, 1967. 792 p.
0,0025
0,002
0,0015
0,001
0,0005
0
УДК 621.002.68 + 621.9
Сергеев C.B., Гордеев Е. Н., Чуманов И.В., Сергеев Ю.С.
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ В КАЧЕСТВЕННОЕ ВТОРИЧНОЕ СЫРЬЕ*
Диспергированные металлы используются в различных отраслях промышленности в качестве сырья в чистсм виде или в виде композиционных материалов. В ряде случаев они могут быть получены из отходов посредством измельчения, например фрезерованием. Полученное вторсырье долж-
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты № 07-01-96052-р_урал_а и № 08-08-00517-а).
но, прежде всего, обладать требуемыми размерами измельченных частиц [1], поскольку отклонения его от заданного гранулометрического состава приводят к ухудшению физико-механических свойств получаемого изделия, а иногда и его браку.
Применяемые в промышленности способы механического измельчения, в частности фрезерование , позволяют сохранять физико-химические свойства исходного сырья, а это в ряде случаев
