Расчет химического состава и общей массы неметаллических включений по ходу внепечной обработки и разливки стали

А.А. Алексеенко, Д.А. Пономаренко, Р.В. Синяков
ООО Инновационное бюро металлургических технологий

Доклад на XV Международной научной конференции "Современные проблемы металлургии стали" (г. Челябинск)

Полный текст статьи

Аннотация

Управление составом, количеством и размерами неметаллических включений при ковшевой обработке является одной из ключевых задач выплавки качественных сталей.
Если в раскисленных алюминием сталях основные характеристики включений надежно контролируются соотношением в металле Al/Ca, то в сталях без алюминия (Altot < 0,005%) большое влияние оказывает множество других факторов, в том числе малые концентрации элементов с высоким сродством к кислороду (алюминий, кальций, магний и др.). В свою очередь, активность последних зависит от состава шлака, его окисленности, температуры, от присадки ферросплавов, содержащих алюминий как примесь, и других факторов.
Цель настоящей работы состояла в разработке и верификации термодинамического подхода для расчета химического состава и общей массы неметаллических включений на основе данных о составе металла, шлака, температуры и изменении этих параметров.
На промышленных плавках сталей двух типов: раскисленной алюминием и не раскисленной алюминием выполнена верификация моделирования неметаллических включений на основе термодинамических представлений.
Установлено, что состав включений как в раскисленной, так и в нераскисленной алюминием стали хорошо поддается термодинамическому моделированию с учетом воздействия шлака и других факторов (например, поступления алюминия в качестве примеси в ферросплавах).
Исключением является поведение магния, в особенности в начале обработки стали на установке ковш-печь, когда на активность магния наиболее сильно влияет взаимодействие металла с футеровкой. Эта особенность должна учитываться путем использования статистического подхода.
Результаты работы будут полезны, в частности, для совершенствования технологии выплавки рельсовой стали.

Ссылки:

1. Синяков Р.В., Гуляев М.П, Мартынов Р.Н., и др. Промышленное освоение системы управления внепечной обработкой стали (печь-ковш - вакууматор) ГИББС® на БМЗ// Металл и литьё Украины. 2005. 3-4 с. 98.
2. Alexeenko A.A., Ponomarenko D.A. Computer simulation of oxide inclusions transformation during secondary steelmaking and casting// In Proceedings of the Asia steel international conference. 2009. Busan, Korea. The Korean institute of metals and materials.2009.
3. Alexeenko A.A., Baybekova E.V. Simulation of non-metallic inclusions formation during liquid steel reoxidizing// In Proceedings of the 2009 international symposium on liquid metal processing and casting. Santa Fe, New Mexico. American vacuum society. 2009.
4. Григорян В.А., Белянчиков Л.Н., Стомахин А.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. М.: Металлургия, 1987, 272 с.