Розробка теоретичних засад процесів десульфурації чавуну магнієм, відновленим за рахунок теплоти екзотермічних перетворень
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.185227Ключові слова:
позапічна обробка чавуну, десульфурація, оксид магнію, алюмотермія, комплексні оксиди, екзотермічна сумішАнотація
Досліджено процес десульфурації чавуну магнієм, відновленим за рахунок теплоти екзотермічних реакцій. Проведеними дослідженнями термодинаміки відновлення оксиду магнію за різними схемами встановлено, що відновлення оксиду магнію принципово можливе вуглецем, кремнієм, марганцем, залізом та алюмінієм. Розраховані температури початку відновлення MgO залізом, марганцем, кремнієм, алюмінієм та вуглецем, які відповідно становлять 2956, 2546, 2313, 1585 та 1875 °С. При цьому визначено, що найбільш раціональним методом відновлення оксиду магнію є процес, який базується на зв’язуванні продуктів відновлення у сполуку CaAl2O4.
Виходячи з встановлених раціональних умов відновлення оксиду магнію, розраховано склад екзотермічної суміші для десульфурації чавуну, %: MgO – 15,0; FeO – 56,0; CaO – 7,0 та Al – 22,0. Експериментальними дослідженнями підтверджено найбільш вдале технічне рішення щодо введення розрахованої екзотермічної суміші у розплав з метою десульфурації, яке передбачає використання пристрою для введення активних реагентів у розплав, що оснащений камерою, яка руйнується під дією теплоти рідкого чавуну. Його використання дозволяє досягти середнього ступеню десульфурації на рівні 65–70 %. В промислових умовах проведено експериментальну десульфурацію хромистого чавуну, розробленою екзотермічною сумішшю. Відповідно до проведених досліджень, отримано ступінь десульфурації чавуну у ковші на рівні 38 %; за матеріалом відливок – на рівні 45,7 %. Таким чином, є підстави стверджувати про ресурсо- та енергозаощадження при застосуванні запропонованої технології позапічної десульфурації чавуну відновленим магнієм
Посилання
- Oktay, E., Fruehan, R. J. (1995). On the hot metal desulfurization. Steel Research, 66 (3), 93–95. doi: https://doi.org/10.1002/srin.199501093
- Desulphurization of Hot Metal. Available at: https://www.ispatguru.com/desulphurization-of-hot-metal/
- Dyudkin, D. A., Grinberg, S. E., Marintsev, S. N. (2011). Mechanism of the desulfurization of pig iron by granulated magnesium. Metallurgist, 45 (3-4), 150–155. doi: https://doi.org/10.1023/a:1010520628001
- Zborshchik, A. M., Kuberskii, S. V., Dovgalyuk, G. Y., Vinnik, K. V. (2011). Effectiveness of fluidized lime in the desulfurization of hot metal in 300-t casting ladles. Steel in Translation, 41 (9), 741–744. doi: https://doi.org/10.3103/s096709121109021x
- Chen, Y., Liang, X. T., Zeng, J. H., Li, G. J., Huang, Z. H. (2012). The Analysis of Magnesium Compound Desulfurizer and Compound Desulfurizer in PANGANG. Applied Mechanics and Materials, 217-219, 428–432. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.217-219.428
- Liu, Q., Pielet, H., Kaushik, P., Chukwulebe, B. (2009). An investigation of hot metal desulfurization by Mg. Iron and Steel Technology, 1, 821–828.
- Lindström, D., Sichen, D. (2014). Kinetic Study on Desulfurization of Hot Metal Using CaO and CaC2. Metallurgical and Materials Transactions B, 46 (1), 83–92. doi: https://doi.org/10.1007/s11663-014-0195-8
- Vuolio, T., Visuri, V., Sorsa, A., Paananen, T., Fabritius, T. (2019). Genetic Algorithm‐Based Variable Selection in Prediction of Hot Metal Desulfurization Kinetics. Steel Research International, 90 (8), 1900090. doi: https://doi.org/10.1002/srin.201900090
- Lindström, D., Nortier, P., Sichen, D. (2013). Functions of Mg and Mg-CaO Mixtures in Hot Metal Desulfurization. Steel Research International, 85 (1), 76–88. doi: https://doi.org/10.1002/srin.201300071
- Diao, J., Xie, B., Wang, S. S. (2009). Research on slag modifying agents for CaO–Mg based hot metal desulphurisation. Ironmaking & Steelmaking, 36 (7), 543–547. doi: https://doi.org/10.1179/174328109x445642
- Grillo, F. F., Coleti, J. L., Oliveira, J. R. de, Junca, E., Deike, R., Espinosa, D. C. R. (2017). Development of Synthetic Slag with Marble Waste and Calcium Aluminate Agents for Cast Iron Desulfurization. Materials Research, 20 (5), 1230–1237. doi: https://doi.org/10.1590/1980-5373-mr-2016-0834
- Sun, H., Liu, Y.-C., Lu, M.-J. (2009). Behaviour of Ar‐1%Mg Bubbles in Desulfurization of Hot Metal by Magnesium Injection. Steel research international, 80 (3), 209–217.
- Sun, H., Liu, Y.-C., Lu, M.-J. (2012). Process simulation of hot metal desulphurization by magnesium injection. SCANMET IV, 4th International Conference on Process Development in Iron and Steelmaking, Vol. 2. Lulea, 207–216.
- Shao, P., Zhang, T., Zhang, Z., Liu, Y. (2014). Numerical Simulation on Gas-liquid Flow in Mechanical-Gas Injection Coupled Stirred System. ISIJ International, 54 (7), 1507–1516. doi: https://doi.org/10.2355/isijinternational.54.1507
- Markov, O. E., Gerasimenko, O. V., Kukhar, V. V., Abdulov, O. R., Ragulina, N. V. (2019). Computational and experimental modeling of new forging ingots with a directional solidification: the relative heights of 1.1. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 41 (8). doi: https://doi.org/10.1007/s40430-019-1810-z
- Markov, O. E., Gerasimenko, O. V., Shapoval, A. A., Abdulov, O. R., Zhytnikov, R. U. (2019). Computerized simulation of shortened ingots with a controlled crystallization for manufacturing of high-quality forgings. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 103 (5-8), 3057–3065. doi: https://doi.org/10.1007/s00170-019-03749-4
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Lavr Molchanov, Yevhen Synehin, Svitlana Zhuravlova, Kostiantyn Niziaiev
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
