Сборник научных трудов ДонГТУ

Статья

Наименование Восстановления кремния в системе металл-шлак при внепечной обработке малокремнистой стали в АКП
Авторы Кузнецов Д. Ю., к.т.н., зав.кафедрой
Раздел Металлургия
Год 2014 Выпуск 43 Страницы 43 - 47
УДК 669.14.018.262
Аннотация Приведены результаты лабораторных экспериментов по исследованию возможности протекания в условиях агрегата ковш-печь процессов алюмино- и карботермического восстановления кремния из SiO2 рафинировочного шлака. Определена доля кремния, восстанавливаемого из кремнезема шлака при получении в агрегате ковш-печь низкоуглеродистой малокремнистой раскисленной алюминием стали, которая для процесса карботермии кремния углеродом графитированных электродов составляет 87-93%, а для процесса алюминотермии кремния алюминием, растворенным в металле, – 7-13%.
Реферат Цель. Экспериментальная проверка теоретических предположений о возможности протекания в АКП процессов алюмино- и карботермического восстановления кремния из SiO2 рафинировочного шлака, а также количественная оценка этих процессов.
Методика. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследования, которые базируются на основных положениях теории металлургических и массообменных процессов. Лабораторные исследования окислительно-восстановительных процессов между металлом и шлаком во время внепечной обработки выполнены в лабораторной криптоловой печи. При исследованиях использованы современные приборы контроля температурных условий внепечной обработки стали, сканирующий рентген-флуоресцентный спектрометр для химического анализа шлака, вакуумный оптический эмиссионный спектрометр для химического анализа металла. Для статистической обработки данных использована ПЭВМ.
Результаты. Результаты исследования процесса восстановления кремния показали, что при отсутствии дугового нагрева имеет место незначительный прирост содержания кремния в стали, обусловленный процессом алюминотермии кремния из кремнезема шлака. Среднее значение прироста содержания кремния в стали в ходе экспериментов составило 0,0015% против 0,0131% в условиях внепечной обработки малокремнистой автолистовой стали в АКП. Наличие при обработке стали высокотемпературной области электрической дуги и твердого углерода электродов в качестве восстановителя обеспечивает протекание процесса карботермического восстановления кремния.
Научная новизна. Впервые определена доля кремния, восстанавливаемого из кремнезема шлака при получении в агрегате ковш-печь низкоуглеродистой малокремнистой раскисленной алюминием стали, которая для процесса карботермии кремния углеродом графитированных электродов составляет 87-93%, а для процесса алюминотермии кремния алюминием, растворенным в металле, – 7-13%.
Практическая значимость. С применением результатов исследований оптимизирован режим раскисления и микролегирования малокремнистых автолистовых сталей алюминием, обеспечивающий снижение расхода алюмосодержащих материалов и регламентированное содержание в стали алюминатных неметаллических включений; разработана и внедрена технология получения заданного содержания кремния в малокремнистой автолистовой стали с использованием процесса силикотермии магния.
Ключевые слова кремний, малокремнистая сталь, агрегат ковш-печь, шлак, карботермия, алюминотермия.
Полный текст