Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование дефосфорации высоколегированной стали в условиях низкой окисленности

Фамилия
Шевченко
Имя
Евгений
Отчество
Юрьевич
Номинация
Металлургия
Институт
Институт экотехнологий и инжиниринга (ЭкоТех)
Кафедра
Кафедра металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов (МЗМ)
Академическая группа
МЧ-13-2
Научный руководитель
д.т.н., проф. Сёмин А.Е.; асп. Дауд А.; асп. Турсунов Н. К.
Название тезиса
Исследование дефосфорации высоколегированной стали в условиях низкой окисленности
Тезис

Фосфор является вредной примесью, ухудшающей такие механические и технологические свойства сталей, как пластичность и ударная вязкость. Также повышенное содержание фосфора в сталях приводит к отпускной хрупкости и хладноломкости.

Традиционно рафинирование стали от фосфора осуществляется в окислительных условиях путём присадки твёрдых шлаковых смесей (ТШС) на основе оксидов кальция и железа 

Дефосфорация в окислительных условиях применяется для углеродистых легированных расплавов. Однако, данная технология становится неприменимой, когда речь заходит о переплаве легированного стального лома категорий Б, в частности, высокохромистого лома, так первыми окисляются и переходят в шлак легирующие элементы, имеющие большее, по сравнению с фосфором, сродство с кислородом.

Доля легированного лома в сталеплавильном производстве неуклонно растёт, что побуждает исследователей к отысканию новых способов рафинирования стали, сохраняющих все легирующие элементы в расплаве.

Исследования доказали принципиальную возможность дефосфорации расплава в восстановительных условиях, когда фосфор удаляется в шлак в виде фосфидов:

[Ce] + [P] = (CeP)  (1)

Исследование дефосфорации в восстановительных условиях проводились на примере стали 20Х13. В качестве компонентов рафинирующих шлакообразующих смесей были использованы оксиды редкоземельных металлов (церия) и кальция.

Для обеспечения высокой раскисленности металла в расплав вводили алюминий.

(Ce2O3)тв + 2[P] + 2[Al] = 2(CeP)тв + 2(Al2O3)тв         (2)

В результате экспериментов были выявлены зависимости между составом твердых шлакообразующих смесей и степенью дефосфорации расплава. Так же была установлена зависимость между раскисленностью расплава и содержанием в нем алюминия. Рисунок 1 демонстрирует зависимость степени дефосфорации расплава от состава твёрдой шлаковой смеси. В качестве параметра, описывающего состав ТШС, выбран массовый процент оксида церия.

 

Рисунок 1. Зависимость степени дефосфорации от состава ТШС