Производство стали. Том 1. Процессы выплавки, внепечной обработки и непрерывной разливки.

В книге изложены современные представления о процессах выплавки, внепечной обработки и непрерывной разливки стали. Приведены особенности конструкций и работы различных технологических комплексов, а также современной техники и технологии на различных этапах производства стали. Особое внимание уделено технологии получения стали на агрегате ковш-печь. Рассмотрены конструктивные особенности агрегатов, основные принципы конструирования и технологические параметры во взаимосвязи с энергетическими режимами при оптимизации условий перемешивания металла в процессе работы. Обоснованы новые направления технологии использования порошковых проволок для производства стали. Показаны особенности технологии производства различных групп марок стали в современных условиях - с нормированным содержанием серы, борсодержащих, коррозионностойких, кордовых, железнодорожного сортамента и др. Значительное внимание уделено использованию редкоземельных металлов в сталеплавильном производстве, технологическим и конструктивным параметрам МНЛЗ и качеству непрерывнолитой стальной заготовки.
В книге обобщен отечественный и зарубежный опыт на достигнутом уровне развития сталеплавильного производства, а также представлены материалы по теоретическим и практическим разработкам авторов, которые используются на ряде металлургических предприятий.
Данная книга является первой в серии книг "Производство стали" и представляет собой уточненное и дополненное издание книги "Современная технология производства стали".
Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников металлургических и машиностроительных предприятий и научно-исследовательских институтов. Может быть полезна преподавателям, аспирантам и студентам вузов металлургического профиля.
Рекомендована к печати ученым советом Донецкого национального технического университета.
Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ
1.1. Особенности современного этапа сталеплавильного производства в мире
1.2. Состояние и перспективы кислородно-конвертерного процесса
1.2.1. Развитие кислородно-конвертерного производства стали
1.2.2. Разновидности кислородно-конвертерного процесса производства стали
1.2.3. Повышение производительности конвертеров
1.2.4. Особенности внепечной обработки металла в конвертерных цехах
1.3. Развитие металлургических мини-заводов
1.4. Современное состояние и перспективы развития электродуговых
сталеплавильных печей
1.4.1. Дуговые печи переменного и постоянного тока
1.4.2. Варианты конструктивного исполнения дуговых электропечей
1.4.3. Перспективы электросталеплавильного производства в XXI веке

Глава 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫПУСКА МЕТАЛЛА ИЗ ПЛАВИЛЬНОГО АГРЕГАТА В СТАЛЕРАЗЛИВОЧНЫЙ КОВШ
2.1. Температура металла на выпуске
2.2. Организация выпуска металла в сталеразливочный ковш
2.3. Отсечка шлака при сливе металла из сталеплавильного агрегата

Глава 3. ПОЛУЧЕНИЕ СТАЛИ НА АГРЕГАТЕ КОВШ-ПЕЧЬ
3.1. Ковш-печь - современный агрегат для получения стали заданного качества
3.1.1. Назначение агрегата ковш-печь
3.1.2. Сопоставление технологии внепечной обработки на установках комплексной доводки стали и агрегатах ковш-печь
3.1.3. Классификация агрегатов ковш-печь в зависимости
от условий производства
3.1.4. Технологический комплекс внепечной обработки стали: агрегат ковш-печь - вакууматор
3.2. Технологическое оборудование агрегата ковш-печь
3.2.1. Конструктивные особенности агрегата ковш-печь
3.2.2. Агрегаты ковш-печь на постоянном токе
3.2.3. Агрегаты ковш-печь с плазменным нагревом металла
3.3. Рафинировочный шлак агрегата ковш-печь
3.3.1. Требования, предъявляемые к рафинировочному шлаку
3.3.2. Особенности формирования рафинировочных шлаков
3.3.3. Химический состав рафинировочного шлака для сталей, раскисленных алюминием :
3.3.4. Химический состав рафинировочного шлака для сталей, раскисленных кремнием
3.3.5. Требования к шлакообразующим материалам
3.3.6. Скорость формирования рафинировочного шлака и его десульфурирующая способность
3.3.7. Оптимальное количество шлакообразующих, присаживаемых в ковш и оптимальная толщина шлакового слоя
3.4. Продувка металла инертным газом
3.4.1. Влияние перемешивания металла со шлаком на процесс десульфурации
3.4.2. Удаление неметаллических включений
3.4.3. Изменение содержания газов в стали
3.4.4. Усреднение химического состава и температуры стали
3.4.5. Сопоставление продувки металла в ковше сверху и снизу
3.4.6. Оптимальное расположение и обслуживание продувочных пробок, интенсивность продувки
3.5. Огнеупоры агрегата ковш-печь
3.6. Электрические характеристики агрегата ковш-печь
3.7. Тепловой и материальный баланс агрегата ковш-печь
3.7.1. Методика определения теплового баланса
3.7.2. Структура теплового баланса
3.7.3. Пути снижения расхода электрической энергии
3.7.4. Сопоставление затрат электроэнергии на агрегатах ковш-печь различных предприятий
3.8. Технологический режим агрегата ковш-печь
3.8.1. Технология обработки стали шлаком
3.8.2. Расчет количества шлакообразующих, присаживаемых на ковше-печи
3.8.3. Режим продувки металла аргоном
3.8.4. Оптимальный расход ферросплавов
3.8.5. Электрический режим обработки
3.8.6. Десульфурация стали
3.8.7. Окисленность металла

Глава 4. ОБРАБОТКА СТАЛИ ПОРОШКОВЫМИ ПРОВОЛОКАМИ
4.1. Конструктивные решения и расположение оборудования для ввода проволок
4.2. Обработка стали кальцийсодержащими реагентами
4.2.1. Технологические аспекты внепечного рафинирования стали с применением кальция
4.2.2. Комплексное воздействие кальция на свойства жидкой и твердой стали
4.2.3. Внепечная обработка стали порошковой проволокой с наполнением силикокальцием СК40
4.3. Технология производства стали с регламентированным содержанием элементов в узких пределах
4.3.1. Науглероживание стали
4.3.2. Микролегирование стали титаном
4.3.3. Микролегирование стали ванадием

Глава 5. ПРОИЗВОДСТВО СПЕЦИАЛЬНЫХ МАРОК СТАЛИ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ
5.1. Технология производства стали с нормированным содержанием серы
5.1.1. Разработка технологии внепечной обработки стали серосодержащей порошковой проволокой
5.1.2. Технология внепечной обработки стали порошковыми проволоками с двойным вводом кальция
5.1.3. Практические правила обработки сталей с нормированным содержанием серы порошковыми проволоками
5.2. Производство борсодержащих марок стали
5.2.1. Влияние бора на качество и свойства различных марок стали
5.2.2. Разработка технологии внепечной обработки различных групп марок стали борсодержащей порошковой проволокой
5.2.3. Анализ качества и служебных свойств стали, микролегированной бором
5.2.4. Рекомендации по оптимальной технологии внепечной обработки стали борсодержащей проволокой
5.3. Производство колесной стали с модифицированием силикокальцием
5.3.1. Анализ современного состояния производства колесной стали
5.3.2. Технология выплавки, внепечной обработки и разливки колесной стали
5.3.3. Модифицирование колесной стали
5.3.4. Внепечная обработка колесной стали силикокальцием и титаном в составе порошковой проволоки
5.4. Особенности технологии производства рельсовой стали с микролегированием комплексным сплавом КМКТ
5.5. Производство стали кордового сортамента, модифицированной кальцием
5.6. Технология производства коррозионностойких трубных марок стали
5.6.1. Коррозионно-активные неметаллические включения..
5.6.2. Некоторые пути снижения общей загрязненности трубной стали неметаллическими включениями
5.6.3. Практические рекомендации по технологии производства коррозионностойких марок стали
5.7. Технология производства литейной стали с ковшевым раскислением алюмокальциевой проволокой
5.7.1. Анализ существующей технологии производства литейной стали
5.7.2. Оптимизация технологии раскисления стали 20ГЛ
5.7.3. Исследование технологии производства литейной стали с новым режимом раскисления
5.7.4. Технологические особенности раскисления стали порошковой проволокой
5.7.5. Влияние внепечной обработки алюмокальциевой порошковой проволокой на охлаждение металла в ковше....
5.7.6. Качество и механические характеристики стали 20ГЛ

Глава 6. РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ В СТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
6.1. Использование редкоземельных металлов для микролегирования и модифицирования жидкой стали
6.2. Поведение редкоземельных металлов в металлургических расплавах
6.2.1. Взаимодействие редкоземельных металлов с основными элементами, содержащимися в стали
6.2.2. Термодинамические условия образования редкоземельных включений в жидком металле
6.2.3. Формирование редкоземельных оксидов
6.2.4. Формирование редкоземельных сульфидов
6.2.5. Условия формирование редкоземельных оксисульфидов
6.2.6. Взаимодействие РЗМ с окислами металлов
6.3. Разработка эффективных составов комплексных модификаторов, содержащих кальций и редкоземельные металлы
6.4. Промышленные исследования комплексной технологии раскисления и внепечной обработки трубной стали
6.4.1. Технология раскисления и внепечной обработки комплексным модификатором с РЗМ трубной стали марки 20СА
6.4.2. Условия проведения опытно-промышленных плавок коррозионностойких трубных марок стали (13ХФА, 20СА, 20КТ)
6.4.3. Внепечная обработка трубной стали на агрегате ковш-печь проволокой с наполнением комплексным модификатором Са+РЗМ
6.4.4. Анализ усвоения церия и лантана из комплексного модификатора
6.4.5. Анализ неметаллических включений в металле
6.4.6. Загрязненность трубной стали неметаллическими включениями
6.4.7. Микроструктура металла труб после термической обработки
6.4.8. Коррозионные характеристики металла труб после термической обработки
6.4.9. Выход годного металла на опытных и сравнительных плавках
6.5. Рекомендации по оптимальной комплексной технологии раскисления и внепечной обработки коррозионностойкой трубной стали

Глава 7. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ АСПЕКТЫ СОВРЕМЕННЫХ МНЛЗ
7.1. Современное состояние процессов непрерывного литья стали
7.2. Промежуточное разливочное устройство
7.3. Кристаллизаторы МНЛЗ

Глава 8. КАЧЕСТВО НЕПРЕРЫВНОЛИТОЙ СТАЛЬНОЙ ЗАГОТОВКИ
8.1. Особенности кристаллизации и неоднородность непрерывнолитого слитка
8.2. Функциональные особенности шлакообразующих смесей для кристаллизаторов
8.3. Непрерывное литье стали с использованием электромагнитных систем

Глава 9. ВНЕПЕЧНАЯ ОБРАБОТКА ПЕРЕДЕЛЬНОГО ЧУГУНА В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ
9.1. Анализ задач и способов внепечной обработки чугуна
9.2. Внедоменная десульфурация передельного чугуна
9.3. Комплексное внепечное рафинирование чугуна

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Пути снижения осевой ликвации и пористости