Изучение времени плавления ферросплавов, вводимых в сталь разными методами.
Лозовая Е.Ю., Жучков В.И., Шешуков О.Ю.
Сборник докладов Литейного консилиума №1 «Модифицирование как эффективный метод повышения качества чугунов и сталей» -
Челябинск: Челябинский Дом печати, 2006.
Цель работы: Изучение времени плавления ферросплавов (на примере силикокальция), вводимых в жидкую сталь
разными способами разными способами.
Методика расчётов: В работе использована модель плавления ферросплавов, в основу, которой положены представления о стадиях
этого процесса и их математическое описание. В качестве стадий процесса выделяли намораживание и плавление корочки, прогрев
твердой оболочки (для ввода проволокой) до температуры плавления и переход твердых реагентов в расплав.
Математическое описание процесса базируется на решении уравнения теплопроводности Фурье для каждой из фаз, количество и
соотношение которых зависит от периода процесса и типа сплава. При этом граничные условия, определяемые конвективным тепло- и
массообменом формулировали в критериальной форме. Для решения уравнений применен интегральный метод, основанный на выборе
профиля температуры для стационарной теплопроводности и приводящий задачу к системе обыкновенных дифференциальных уравнений,
интегрирование которых проводилось методом Рунге-Кутта. Программное обеспечение модели позволяет рассчитывать длительность
отдельных периодов, протяженность фаз и время их плавления. Модель получила широкую апробацию при изучении процессов плавления
кусковых ферросплавов. Для адаптации модели к плавлению материалов в проволочном контейнере воспользовались результатами
экспериментального определения времени плавления порошковой проволоки с СКЗО. Особенностью реализации модели и работы в
целом является использование новых или уточненных данных по теплофизическим свойствам порошковых и компактных материалов, вводимых в расплав...
<<...>>
Изучение времени плавления силикокальция, вводимого в жидкую сталь куском.
Ввод ферросплавов куском более простой, дешевый, не требует специального оборудования. Однако, крупность куска
ферросплава должна быть такой, чтобы кусок при падении преодолел, в первую очередь, силы поверхностного натяжения, лобового
сопротивления и силу выталкивания. Кусок ферросплава считается внедрившимся, если он погружается на глубину не менее своего
диаметра от поверхности металла. Крупность куска, согласно расчетам, проведенным по методике, должна быть не меньше 32 мм
для силикокальция СКЗО; 12 мм для СК20; 4 мм для СК10. При увеличении размера куска значительно увеличивается время его
плавления. На практике обычно применяют куски ферросплавов крупностью 10-60 мм. Время плавления силикокальция СК10, согласно
расчетам, крупностью 10-60 мм составляет 23-64 с, СКЗО - 6-24с.
Легкоокисляемые, легкие ферросплавы (имеющие плотность меньше 5000 кг/мЗ), такие, как силикокальций,
вводить куском нецелесообразно, так как они всплывают на поверхность металла (из-за малой плотности) и подвергаются
значительному окислению. Такие ферросплавы могут успешно вводиться в сталь в виде порошковой проволоки и инжекционным методом...
<<...>>
Выводы:
- Все три метода ввода ферросплавов в железоуглеродистый металл могут осуществляться. Куском вводятся малоокисляемые,
тяжелые ферросплавы такие как феррохром, ферромарганец, ферросилиций с содержанием кремния до 45%. Легкоокисляемые, легкие
ферросплавы следует вводить в металл порошковой проволокой или вдуванием порошков. Инжекционный способ ввода ферросплавов
позволяет вводить требуемое количество ферросплавов в короткий промежуток времени. Инжекционным методом следует вводить в
металл силикокальций, силикобарий, ферросилиций с высоким содержанием кремния. Порошковую проволоку в основном следует
применять для корректировки состава выплавляемой стали. Порошковой проволокой следует вводить вводить силикокапьций, силикобарий, алюминий.
- Скорость вдувания частиц инжекцией в железоуглеродистый расплав незначительно влияет на время их плавления. Установлено
влияние крупности частиц ферросплава на высоту их всплывания до полного расплавления. Следовательно можно рассчитать
минимальную глубину, на которую необходимо заглублять фурму при вдувании частиц ферросплавов для снижения потерь от окисления.
- Получено, с достаточной точностью для технологических оценок, что влиянием скорости ввода порошковых проволок на время
их плавления можно пренебречь и считать время плавления постоянной характеристикой данного вида проволоки. Расчеты показали,
что на эту характеристику не оказывает существенного влияния и температура расплава в ковше. С учетом данных рис.2 скорость
ввода проволоки с силикокальцием СКЗО должна быть не менее 200-240 м/мин. Подобные соображения необходимо учитывать при вводе
и других видов проволок.
Здесь представлено несколько отрывков статьи:
Лозовая Е.Ю., Жучков В.И., Шешуков О.Ю. Изучение времени плавления ферросплавов, вводимых в сталь разными методами –
Сб.докладов Литейного консилиума №1 «Модифицирование как эффективный метод повышения качества чугунов и сталей» -
Челябинск: Челябинский Дом печати, 2006 - с. 68
Ознакомиться с полным текстом
статьи в формате TIF; 330 КБ >>>
Перейти к разделу "Статьи"
|
