Вибір критеріїв та розробка моделей для прогнозування фізико-хімічних властивостей ковшових шлаків при позапічній обробці чавуну

Шрифт:
45

https://doi.org/

Met. litʹe Ukr., 2020, Tom 28, №4, P. 8-13

Д.О. Степаненко1, канд. техн. наук, ст. наук. співр., e-mail: d.gorodenskiy@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-0184-8295
О.С. Вергун1, д-р техн. наук, ст. наук. співр., e-mail: ovoch-isi@outlook.com, https://orcid.org/0000-0001-5493-9214
В.Г. Кисляков1, канд. техн. наук, зав. відділу, e-mail: ovoch-isi@outlook.com, https://orcid.org/0000-0002-1775-5050
О.Л. Руденко1, канд. техн. наук, ст. наук. співр., e-mail: ovoch-isi@outlook.com, https://orcid.org/0000-0001-6068-9901
В.П. Петруша1, пров. інженер, e-mail: ovoch-isi@outlook.com, https://orcid.org/0000-0002-1031-3241
М.В. Пушкаренко2, аспірант, e-mail: nikshustrii@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-1236-2020

1Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України (Дніпро, Україна)
2Національна металургійна академія України (Дніпро, Україна)

Надійшла 14.09.2020

УДК 669.02/09:669.162.275.2.001.57

Статтю присвячено розробці методики оперативного прогнозу властивостей кінцевого доменного шлаку за його хімічним складом і температурою для підвищення якості чавуну за вмістом сірки.
Вивчено та узагальнено наявні відомості про структуру і властивості доменних шлаків, методах їх визначення для встановлення зв'язку параметрів шлакового режиму з показниками доменної плавки, експериментально визначено залежність найважливіших властивостей доменного шлаку від його хімічного складу і температури.
Для створення прогнозних моделей використано методику фізико-хімічного моделювання для «згортки» інформації про хімічний склад металургійних розплавів, яку розроблено в Інституті чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, відповідно до якої фізико-хімічний і структурний стан шлакових розплавів характеризується відповідними критеріями.
Виконано аналіз накопичених експериментальних даних про властивості сучасних доменних шлаків, з використанням критеріїв теорії спрямованого хімічного зв'язку встановлено залежності температури ліквідус від модельних параметрів і отримано адекватну прогнозну модель температури ліквідус ковшового шлаку від його модельних параметрів.
Створена методика дозволяє отримати температурні залежності щільності, поверхневого натягу, в'язкості і електропровідності реальних доменних шлаків в інтервалі температур 1200–1400 °С.
Використаний у статті підхід до моделювання шлакових розплавів на рівні міжатомної взаємодії може застосовуватися для розробки прогнозних моделей різних технологічних властивостей пічних шлаків в широкому інтервалі температур. Отримані результати мають практичне значення і можуть бути використані для оперативного прогнозування температури ліквідус пічних шлаків і коригування їх хімічного складу відповідно до технологічних вимог.

Ключові слова: чавун, температура ліквідус, магній, модель, десульфурація.

Література

1. Воскобойников В.Г., Дунаев Н.Е., Михалевич А.Г. и др. Свойства жидких доменных шлаков. М.: Металлургия, 1975.
184 с.
2. Тогобицкая Д.Н. Моделирование межфазного распределения элементов в системе «металл – шлак» при выплавке
чугуна. Металлургическая и горнорудная промышленность. 1999. № 1. С. 8–11.
3. Приходько Э.В. Металлохимия многокомпонентных систем. М.: Металлургия, 1995. 320 с.
4. Казачков Е.А. Расчеты по теории металлургических процессов. М.: Металлургия, 1988. 288 с.
5. Люпис К. Химическая термодинамика материалов. Перевод с английского. М.: Металлургия, 1989. 503 с.
6. Григорян В.А., Стомахин А.Я., Пономаренко А.Г. и др. Физико-химические расчеты электросталеплавильных процес-
сов. М.: Металлургия, 1988. 288 с.

7. Островский И.О., Григорян В.А., Вишкарев А.Ф. Свойства металлургических расплавов. М.: Металлургия, 1988. 304 с.
8. Пиментея Г., Спратли Р. Как квантовая механика объясняет химическую связь. М.: Мир, 1973. 331 с.