Експериментальне дослідження електропровідності шлаків, що застосовуються у процесах спеціальної електрометалургії (СЕМ)

С.Л. Макуров; О.Є. Погібаєв

doi:10.31498/2225-6733.42.2021.240586

Автор(и)

С.Л. Макуров ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь, Ukraine
О.Є. Погібаєв ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.42.2021.240586

Ключові слова:

флюс, шлак, плавлення, температура, хімічний состав, електропровідність, тигель, вимірювання

Анотація

Розвиток металургійної промисловості України в значній мірі залежить від експорту спеціальних сталей високої якості, які одержують способами спеціальної електрометалургії. Якість металу, що одержують такими способами (в першу чергу способом ЕШП), визначається властивостями флюсу на основі CaF₂, з якого протягом плавки утворюється рідкий шлак. Шлак служить джерелом теплоти, а також середовищем, в якому включення, що містяться в металі, та шкідливі домішки видаляються в результаті хімічної реакції або розчинення. Впливаючи на шлак, можна здійсювати вплив не лише на хімічний склад, а також на структуру злитка. В цілому вказані шлаки повинні мати не лише високу рафінуючу здатність, а й відповідати ряду інших вимог, які на практиці частенько вступають у протиріччя. У кожному конкретному випадку треба підібрати такий шлак, який відповідатиме найбільш важливим вимогам, у першу чергу має оптимальну електропровідність. З метою застосування шлаків раціонального хімічного составу виконали експериментальні дослідження електропровідності деяких шлаків, що застосовують у процесах спеціальної електрометалургії. У роботі використовували експериментальну установку із застосуванням датчика оригінальної конструкції. Вимірювальна гарунка, що занурюється у тигель з рідким шлаком, зроблена з нітрідборового циліндра, у який вставлена термопара та вольфрамові електроди для вимірювання електропровідності. Вимірювання проводили з використанням змінного струму із частотою 400 Гц. Одержані експериментальні результати добре відповідають літературним даним щодо флюсів із хімічним составом близьким к дослідженим і даним розрахунків за рекомендованою в літературі емпіричною формулою. Результати виконаних досліджень дозволяють рекомендувати для промислового використання флюси АН-14 та АН-15, які, крім усього, вміщують невелику кількість шкідливого для здоров’я плавикого шпату

Біографії авторів

С.Л. Макуров , ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь

Доктор технічних наук, професор

О.Є. Погібаєв , ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь

Студент

Посилання

Перелік використаних джерел (ДСТУ):

Латаш Ю.В. Современные способы производства слитков особо высокого качества / Ю.В. Латаш, В.Н. Матях. – К. : Наукова думка, 1987. – 336 с.

Шалимов А.Г. Интенсификация процессов специальной электрометаллургии / А.Г. Шалимов, В.Н. Готин, Н.А. Тулин. – М. : Металлургия, 1988. – 334 с.

Специальные способы литья : Справочник / В.А. Ефимов [и др.]; под общ. ред. В.А. Ефимова. – М. : Машиностроение, 1991. – 436 с.

Макуров С.Л. Исследование температуры плавления шлаков применяемых в процессах специальной электрометаллургии / С.Л. Макуров, Л.И. Тарасюк, К.Д. Голуб // Вісник Приазовського державного технічного університету : Зб. наук. пр. / ДВНЗ «ПДТУ». – Маріуполь, 2019. – Вип. 38. – С. 7-13. – (Серія: Технічні науки). – Режим доступу: https://doi.org/10.31498/2225-6733.38.2019.181247.

Макуров С.Л. Особенности кристаллизации и качество двухслойного горизонтального слитка для производства биметаллического листа / С.Л. Макуров, Е.А. Казачков, Т.Г. Логутова // Вісник Приазовського державного технічного університету : Зб. наук. пр. / ДВНЗ «ПДТУ». – Маріуполь, 2001. – Вип. 11. – С. 70-74.

Чепурной А.Д. Пути совершенствования электрошлаковой технологи в производстве отечественных изделий машиностроения / А.Д. Чепурной // Весник Приазовского гос-ударственного технического университета : Сб. науч. тр. – Мариуполь, 1999. – Вып. 7. – С. 32-39.

Влияние алюминия и кремния на электропроводность фториднооскидных шлаков / В.А. Воронов, Н.Ф. Яковлев, А.Н. Прохоров, Е.М. Стригачев // Известия Академии наук СССР. Металлы. – 1979. – № 5. – С. 60-63.

Электрошлаковый металл / Под ред. Б.Е. Патона, Б.И. Медовара. – К. : Наукова думка, 1981. – 680 с.

Исследование физико-химических свойств флюсов системы CaF2-CaO-Al2O3-SiO2, при-меняемых при ЭШО и ЭШР / Ю.В. Латаш [и др.] // Специальная электрометаллургия : Сб. науч. тр. / ИЭС им. Е.О. Патона. – К.-М., 1977. – Вып. 34. – С. 51-55.

Электрошлаковая технология за рубежом / Под ред. Б.Е. Патона, Б.И. Медовара. – К. : Наукова думка, 1982. – 320 с.

Лопаев Б.Е. Об электропроводности расплавленных флюсов для электрошлакового переплава и подогрева / Б.Е. Лопаев, А. А. Плышевский, В.В. Степанов // Автоматическая сварка. – 1966. – № 1. – С. 31-34.

Корсунский М.М. Четырехэлектродный метод измерения электропроводности проводящих жидкостей и газов при высоких давлениях и высоких температурах / М.М. Кор-сунский // Теплофизика высоких температур. – 1979. – Т. 17, № 2. – С. 386-388.

References:

Latash Ju.V., Matjah V.N. Sovremennye sposoby proizvodstva slitkov osobo vysokogo kachestva [Modern methods of producing high quality ingots]. Kyiv, Naukova dumka Publ., 1987. 336 p. (Rus.)

Shalimov Al.G., Gotin V.N., Tulin N.A. Intensifikatsiia protsessov spetsial’noi elektrometal-lurgii [Intensification of processes of special electrometallurgy]. Moscow, Metallurgija Publ., 1988. 334 p. (Rus.)

Efimov V.A., Anisovich G.A., Babich V.N. Spetsial’nye sposoby lit’ia [Special Casting Methods]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1991. 436 p. (Rus.)

Makurov S.L., Tarasjuk L.I., Golub K.D. Issledovanie temperatury plavleniia shlakov primeniaemykh v protsessakh spetsial’noi elektrometallurgii [Investigation of the melting point of slags used in the processes of special electrometallurgy]. Vіsnik Priazovs’kogo Derzhavnogo Tekhnіchnogo Unіversitetu. Serіia: Tekhnіchnі nauki – Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical sciences, 2019, vol. 38, pp. 7-13. (Rus.)

Makurov S.L., Kazachkov E.A., Logutova T.G. Osobennosti kristallizatsii i kachestvo dvu-khsloinogo gorizontal’nogo slitka dlia proizvodstva bimetallicheskogo lista [Features of crys-tallization and quality of two-layer horizontal ingot for the production of bimetallic sheet]. Vіsnik Priazovs’kogo Derzhavnogo Tekhnіchnogo Unіversitetu – Reporter of the Priazovskyi State Technical University, 2001, vol.11, pp. 70-74. (Rus.)

Chepurnoj A.D. Puti sovershenstvovaniia elektroshlakovoi tekhnologi v proizvodstve otech-estvennykh izdelii mashinostroeniia [Ways to improve electroslag technology in the produc-tion of domestic mechanical engineering products]. Vіsnik Priazovs’kogo Derzhavnogo Tekhnіchnogo Unіversitetu – Reporter of the Priazovskyi State Technical University, 1999, vol. 7, pp. 32-39. (Rus.)

Voronov V.A., Jakovlev N.F., Prohorov A.N., Strigachev E.M. Vliianie aliuminiia i kremniia na elektroprovodnost’ ftoridnooskidnykh shlakov [The influence of aluminum and silicon on the electrical conductivity of fluoride oxide slags]. Izvestiia Akademii nauk SSSR. Metally – Bulletin of the USSR Academy of Sciences. Metals, 1979, no. 5, pp. 60-63. (Rus.)

Paton B.E., Medovar B.I. Elektroshlakovyi metall [Electroslag metal]. Kyiv, Naukova dumka Publ., 1981. 680 p. (Rus.)

Latash Yu.V., Zhdanovskii A.A., Fetisov T.Ya. Issledovanie fiziko-khimicheskikh svoistv fliusov sistemy CaF2-CaO-Al2O3-SiO2, primeniaemykh pri EShO i EShR [Investigation of the physicochemical properties of fluxes of the CaF2-CaO-Al2O3-SiO2 system used in EShO and EShR]. Spetsial’naia elektrometallurgiia – Special electrometallurgy, 1977, no. 34, pp. 51-55. (Rus.).

Paton B.E., Medovar B.I. Elektroshlakovaia tekhnologiia za rubezhom [Electroslag technol-ogy abroad]. Kyiv, Naukova dumka Publ., 1982, 320 p. (Rus.)

Lopaev B.E., Plyshevskij A.A., Stepanov V.V. Ob elektroprovodnosti rasplavlennykh fliusov dlia elektroshlakovogo pereplava i podogreva [On the electrical conductivity of mol-ten fluxes for electroslag remelting and heating]. Avtomaticheskaia svarka – Automatic Welding, 1966, no. 1, pp. 31-34. (Rus.)

Korsunskij M.M. Chetyrekhelektrodnyi metod izmereniia elektroprovodnosti provodiash-chikh zhidkostei i gazov pri vysokikh davleniiakh i vysokikh temperaturakh [Four-electrode method for measuring the conductivity of conductive liquids and gases at high pressures and high temperatures]. Teplofizika vysokikh temperature – High Temperature, 1979, vol.17, no. 2, pp. 386-388. (Rus.)