Отдел физико-технических проблем металлургии стали (ОМС)

В составе отдела физико-технических проблем металлургии стали функционирует две группы:

  • группа выплавки стали (С-1)
  • группа внеагрегатной обработки стали (С-2)

Основные направления научно-производственной деятельности ОМС:

Группа выплавки стали (С-1):

  • Создание новых вариантов конвертирования, преимущественно с использованием внешних низкопотенциальных воздействий, задачей которых, в первую очередь, является стимулирование происходящих в конвертере физико-химических, аэродинамических и тепловых процессов.
  • Разработка новых вариантов технологий, обеспечивающих индивидуальное, а в целом ряде случаев комплексное получение следующих эффектов:
    • снижение расхода жидкого чугуна, металлошихты, флюсов и кислорода при производстве конвертерной стали;
    • повышение стойкости сменного оборудования (продувочные фурмы) и огнеупорной футеровки;
    • повышение качества жидкой стали (снижение газонасыщенности по водороду и азоту), уменьшение содержания серы и фосфора непосредственно в ходе конвертерной плавки;
    • повышение теплосодержания расплава без изменения условий шихтовки;
    • улучшение экологических условий процесса (сокращение пылевыделения из конвертера, уменьшение количества выносов и выбросов);
    • увеличение выхода жидкой стали;
    • разработка технических основ новых методов контроля процесса плавки;
    • разработка рациональных режимов выплавки низко- и ультранизкоуглеродистой стали;
    • создание новых методик низко- и высокотемпературных исследований и моделирования физико-химических, гидродинамических и тепловых процессов при выплавке стали в конвертерах;
    • разработка основных принципов создания оборудования для реализации новых вариантов конвертерных процессов. Разработка и развитие теоретических основ процесса конвертирования, формирование научных представлений о природе и механизме воздействия новых вариантов технологии.
  • Совместно с профильными отделами, ОМС участвует в оценке технического уровня сталеплавильного производства (кроме электрометаллургического), направлений его развития и подготовке предложений по повышению технического уровня отрасли.

Группа внеагрегатной обработки стали (С-2):

  • Исследования по разработке новых и совершенствованию существующих процессов раскисления, микролегирования и внепечной обработки стали в разливочном ковше в процессе и после её выпуска из сталеплавильного агрегата, созданию новых экономнолегированных сталей в качестве заменителей существующих, включающих дефицитные или дорогостоящие компоненты, либо превосходящих их по физико-химическим, технологическим и специальным свойствам.
  • Разработка новых способов и технологических приёмов повышения качества стали и улучшения технико-экономических показателей её производства в процессе раскисления, микролегирования и различных вариантов внепечной обработки стали при выпуске её из сталеплавильного агрегата, на установках доводки металла, в том числе в агрегатах типа «ковш-печь» и в процессе разливки;
  • Исследования и разработка комплексной десульфурации стали порошкообразными, профилеобразными и кусковыми реагентами;
  • Развитие теоретических основ изучаемых процессов методами аналитического и математического моделирования;
  • Разработка мероприятий по определению областей применения сталей усовершенствованного марочного состава, дешевых и недефицитных ферросплавов и раскислителей, более эффективных способов их ввода;
  • В содружестве со специализированными организациями, преимущественно математической направленности, создание физико-химических и математических моделей процессов раскисления, микролегирования и внепечной обработки;
  • Осуществляет совместно со специализированными организациями и предприятиями работы по расширению масштабов применения выполненных разработок в металлопотребляющих отраслях, пополнению портфеля заказов металлургических предприятий.

Отдел имеет опыт и осуществляет деятельность по распространению своих разработок за рубежом (страны СНГ и Восточной Азии). Участвует в разработке ТЛЗ на новые технологические решения, намеченные к использованию в модернизируемых и готовящихся к строительству сталеплавильных цехах.

Основные практические результаты:

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ МАЛОЙ МОЩНОСТИ ПРИ ВЫПЛАВКЕ МЕТАЛЛА

аб
Вид фурмы конвертера на плавке с электрическими воздействиями (а) и без воздействия (б)

Технология заключается в использовании воздействия слабых электрических полей на физико-химические процессы, происходящие при конвертерной плавке.

Преимущества технологии:

  • стабилизируется ход процесса конвертирования и исключаются выбросы металла и шлака;
  • снижается в 1.6-2.2 раза уровень запыленности конвертерных газов;
  • повышается на 15-30°С температура металла на выпуске;
  • регулируется доля жидкого чугуна в металлозавалке;
  • увеличивается на 0,1-0,5% выход годного металла;
  • повышается в 1,8-2,5 раза ресурс работы продувочной фурмы по причине «заметалливания»;
  • снижаются капитальные и эксплуатационные затраты;
  • обеспечивается контроль процесса продувки по значениям электрических параметров конвертерной ванны;
  • обеспечиваются безопасные условия работы оборудования;
  • снижается содержание вредных газов, таких как азот, кислород, водород;
  • улучшаются механических свойства готового металла (ударная вязкость и пластичность)

ТЕХНОЛОГИЯ КОВШЕВОЙ ОБРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТОГО ПОЛУПРОДУКТА

аб
Общий вид УКП постоянного (а) и переменного (б) тока

Обработка железоуглеродистого полупродукта в сталеразливочном ковше на установках ковш-печь (УКП) предусматривает присадку твердой шлакообразующей смеси (ТШС) для наведения рафинирующего шлака, ввод раскисляющих, легирующих, микролегирующих и модифицирующих добавок в кусковом и порошкообразном виде, а также в виде проволок порошкового или сплошного сечения.

Рационализация технологического регламента ковшевой обработки полупродукта при одновременной совмещенной аргонной продувке и электродуговом подогреве расплава от источников переменного или постоянного тока заключается в учете особенностей гидродинамики и тепло-, массообмена металлической ванны в зависимости от ее емкости, внутренней конфигурации футеровки ковша, количества, расположения и типа продувочных устройств, интенсивности подачи диспергируемого газа, химического, фракционного и размерного состава, условий ввода ТШС и корректирующих, раскисляющих, микролегирующих, модифицирующих и других материалов–добавок.

НОВОСТИ
Результаты конференции «НАУКА І МЕТАЛУРГІЯ 2017»
18 травня 2017 р. в Інституті чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України проходила І Всеукраїнська...
НАШИ ПУБЛИКАЦИИ
Познание процессов и развитие технологии доменной плавки