- Код статьи
- 10.31857/S0235010624050033-1
- DOI
- 10.31857/S0235010624050033
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 5
- Страницы
- 491-500
- Аннотация
- Основным промышленным способом получения нержавеющей стали на текущий момент является выплавка ее в агрегате аргонокислородного рафинирования. В работе приведены результаты термодинамического моделирования процесса десульфурации низкоуглеродистого полупродукта нержавеющей стали во время восстановительного периода аргонокислородного рафинирования путем обработки его борсодержащими шлаками. Применение в качестве флюсующего материала оксида бора взамен плавикого шпата позволяет снизить нагрузку на окружающую среду и уменьшить вязкость формируемых шлаков. При помощи симплекс решетчатого метода планирования эксперимента построена матрица, содержащая 16 составов оксидной системы СаО–SiO2–(3-6%)В2О3–12%Cr2O3–3%Al2O3–8%MgO переменной основности 1.0–2.5. На основе обобщения результатов термодинамического моделирования построены аппроксимирующие математические модели в виде приведенного полинома третьей степени. Адекватность моделей проверена по трем контрольным точкам, не входящим в матрицу планирования эксперимента с помощью t-критерия при уровне значимости 0,01. Результаты математического моделирования представлены графически в виде диаграмм зависимости равновесного распределения серы от состава шлака при температурах 1600 и 1700°С. Построенные диаграммы позволили количественно оценить влияние температуры, основности и содержания оксида бора на коэффициент равновесного межфазного распределение серы. Установлено, что повышение основности шлака с 1.0 до 2.5 в рассматриваемом диапазоне содержания оксида бора (3.0–6.0%) улучшает процесс десульфурации металла, обеспечивая рост равновесного коэффициента межфазного распределения серы с 0,1 до 5,0–7,0 при температурах 1700 и 1600°С. Показано, что процесс десульфурации металла в шлаках с низкой основностью 1,05–1,15 сопровождается незначительным снижением содержания серы в металле. При этом концентрация оксида бора практически не оказывает отрицательного влияния на процесс десульфурации металла. Шлаки с повышенной до 2,0–2,5 основностью обладают более благоприятными рафинирующими свойствами. Концентрация серы в металле при их формировании снижается с 0,015 до 0,007–0,008%.
- Ключевые слова
- термодинамическое моделирование сера равновесное межфазное распределение нержавеющая сталь аргонокислородное рафинирование восстановительный период
- Дата публикации
- 17.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 6
Библиография
- 1. Тюрин, А. Г., Пышминцев, И. Ю., Костицына, И. В. и др. Термодинамика химической и электрохимической устойчивости коррозионно-активных неметаллических включений // Защита металлов. 2007. 3. № 1. С. 39-49.
- 2. Мач С., Бени Х. Влияние температуры на локальную коррозию нержавеющей стали // Электрохимия. 2000. 36. № 10. С. 1268-1274.
- 3. Костина, М.В., Криворотов В.И., Костина В.С. и др., Кудряшов А.Э., Мурадян С.О. // Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2021. 64. № 3. С. 217-229. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2021-3-217-229
- 4. Токовой, О.К. Аргонокислородное рафинирование нержавеющей стали: монография. Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2015.
- 5. Cai, J., Li, J. // 12th International Symposium on High-Temperature Metallurgical Processing. Springer, Cham, 2022. P. 71-80. https://doi.org/10.1007/978-3-030-92388-4_7
- 6. Li L., Cheng G., Hu B., Wang C., S., et al. // Metallurgical Research & Technology. 2017. 114. № 1. P. 114. https://doi.org/10.1051/metal/2016044
- 7. Дюдкин Д. А., Кисиленко В. В. Производство стали. Т. 3. Внепечная металлургия стали. Москва: Теплотехник, 2010.
- 8. Jeong T. S., Сho J. H.. Heo J.H., Park J.H. // Journal of Materials Research and Technology. 2022. 18. P. 2250-2260. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.03.048
- 9. Duan S., Kim T., Cho J., et al. Evolution Behavior of Non-Metallic Inclusions in Si-Killed 316l Stainless Steel with Various Refining Slags // Available at SSRN 4653855. http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4653855
- 10. Шешуков О. Ю., Вдовин К.Н., Шевченко О.И., Рациональное наведение шлака при выплавке стали 110Г13Л // Сталь. 2017. № 2. С. 20-22.
- 11. Park J.H., Suk M.O., Jung I.H. et al. // Steel research international. 2010. 81. № 10. P. 860-868. https://doi.org/10.1002/srin.201000157
- 12. Han J. S. Kang J.G., Shin J.H. et al. // Ceramics International. 2018. 44. № 11. P. 13197-13204. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.04.145
- 13. Немененок Б. М., Трибушевский Л. В., Румянцева Г. А и др. Снижение вредных газовых выбросов при внепечной обработке стали. // Металлургия: республиканский межведомственный сборник научных трудов. 2023. № 43. С. 7-15.
- 14. Жучков В.И., Леонтьев Л.И. Акбердин А.А. и др. Применение бора и его соединений в металлургии. Новосибирск; Екатеринбург: Академиздат, 2018.
- 15. Zheng L., Li H., Wang X., Jiang Z. et al. // ISIJ International. 2021. 61. № 6. P. 1784-1793. https://doi.org/10.2355/isijinternational.ISIJINT-2020-744
- 16. Morii, L., Kumura Sh., Mori H. et al. // DENKI-SEIKO. 1993. 64. № 1. P.4-12. https://doi.org/10.4262/denkiseiko.64.4
- 17. Hongming, W., Tingwang, Z., Hua, Z. // ISIJ International. 2011. 51. № 5. P. 702-708. http://dx.doi.org/10.2355/isijinternational.51.702
- 18. Qiu G., Zhang H., GaO P. et al. // Steel research international. 2024. 95. № 1. P. 2300333. https://doi.org/10.1002/srin.202300333
- 19. Wang H., Zhang T., Zhu H. et al. // ISIJ International. 2011. 51. № 5. P. 702–706. https://doi.org/10.2355/isijinternational.51.702
- 20. Wang H. M., Fu D., Li G.R. et al. // Applied Mechanics and Materials. 2012. 217. P. 511-514. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.217-219.511
