Дослідження електрохімічного легування і рафінування сталі у процесі ВЕЛР

Abstract

UA : У роботі наведено результати досліджень нового способу позапічної обробки стали, заснованого на зміщенні рівноваги в системі «метал-шлак-газ» під дією позитивного електричного заряду, прикладеного до рідкого шлаку – вторинного електротермічного легування та рафінування (ВЕЛР). Термодинамічне моделювання ВЕЛР на основі методу хімічних потенціалів Гіббса підтверджує високу ефективність даного процесу і добре узгоджується з отриманими раніше результатами експериментальних досліджень. Виконано дослідження впливу питомого заряду шлаку на вміст домішок і легуючих елементів в процесі вторинного електротермічного легування та рафінування низьколегованої сталей 12MnSi4-3, 14MnCrSi4-3-2, 30MnSi4-3, 9MnSi6-3. Визначено основні параметри ВЕЛР для технологічних операцій розкислення, легування і десульфурації рідкої сталі. Технологія ВЕЛР дозволяє використовувати металургійні шлаки замість дефіцитних і коштовних матеріалів, що, в свою чергу, сприяє отриманню конкурентоспроможної стали з мінімальними витратами. На відміну від інших методів позапічного легування та рафінування технологія ВЕЛР має ряд переваг, в числі яких можливість часткової утилізації конвертерних і доменних шлаків, значне зменшення забруднення стали неметалевими включеннями в процесі обробки, зменшення викидів і димоутворення, висока економічна ефективність.

EN : Diploma work contains research results on the new LF process based on the equilibrium displacement in the system «metal-slag-gas» with positive electric charge effect, applied to liquid slag – secondary electrothermal alloying and refining (SEAR). The high efficiency of this process is confirmed by the thermodynamic modeling of SEAR based on the Gibbs chemical potentials, and agrees well with the previously obtained results of experimental studies. Influence of the specific charge of the slag on the contents of impurities and alloying elements in SEAR process for low alloyed steel grades 12MnSi4-3, 14MnCrSi4-3-2, 30MnSi4-3, and 9MnSi6-3 have been studied. Main parameters for technical operations of deoxidation, alloying and desulfurization of liquid steel were identified. SEAR technology allows to use metallurgical slags instead of scarce and expensive materials, that contributes to the production of competitive steel. Unlike other out-of-furnace alloying and refining methods, SEAR process makes it possible to recycle converter and blast furnace slags, achieve high economic efficiency, significant decrease of non-metallic inclusions and decrease air pollution with smoke exhaust.