Введение
1. Анализ физико-химических основ вакуумной обработки жидких расплавов на основе железа и способов их промышленной реализации 9
1.1. Теоретические основы кинетики взаимодействия газов с расплавами на основе железа .9
1.2. Растворимость газов в расплавах на основе железа 13
1.3. Кинетика взаимодействия углерода и кислорода, растворенных в металлическом расплаве 16
1.4. Химическая кинетика реакций 18
1.5. Сравнение основных способов промышленной реализации вакуумной обработки стали 19
1.6. Основные конструктивные особенности оборудования циркуляционного вакууматора 27
1.7. Анализ существующей технологии обработки расплава с вакуумным обезуглероживанием на агрегате циркуляционного вакуумирования Конвертерного цеха№1 ОАО«НЛМК» 30
1.8. Краткие выводы и определение направлений дальнейшего исследования 32
2. Применение методов вероятностной кинетики для описания процессов дегазации жидких расплавов на основе железа 34
2.1. Основные положения вероятностной кинетики реакций 34
2.2. Описание условий проведения экспериментов исследования удаления азота из жидкого железа 35
2.3. Применение методов вероятностной кинетики для описания процессов удаления азота из жидкого железа 38
2.4. Краткие выводы по результатам исследования 49
3. Разработка системы контроля вакуумной обработки стали и мониторинга оборудования циркуляционного вакууматора 50
3.1. Условия промышленной реализации системы контроля вакуумной обработки и методика проведения экспериментов 50
3.1.1. Требования к построению и промышленной реализации алгоритмов системы контроля 50
3.1.2. Общая характеристика контрольно-измерительного оборудования АЦВ КЦ-1 ОАО«НЛМК» 52
3.1.3. Методика проведения опытно-промышленных экспериментов 56
3.2. Разработка математических моделей системы мониторинга оборудования АЦВ и контроля вакуумной обработки стали 59
3.2.1. Расчет величины подсосов воздуха в вакуум-камеру и систему газоотводящего тракта 59
3.2.2. Расчет изменения температуры расплава : 66
3.2.3. Расчет изменения концентрации углерода и кислорода с учетом данных газового анализа 73
3.5. Краткие выводы 81
4. Оценка параметров работы оборудования и исследование кинетики протекания реакций обезуглероживания расплава в процессе циркуляционного вакуумирования стали 82
4.1. Анализ работы пароэжекторного насоса 82
4.2. Методика теоретического расчета изменения концентрации углерода и кислорода 87
4.3. Исследование кинетических закономерностей обезуглероживания расплава на 160-тонном циркуляционном вакууматоре 92
4.4. Оптимизация технологии обезуглероживания расплава 98
4.5. Краткие выводы по результатам исследования 106
5. Оптимизация конструкции циркуляционного вакууматора 107
5.1. Исследование особенностей образования металлических настылей в вакуум-камере и газоходе 107
5.2. Изменение конструкции вакуум-камеры циркуляционного вакууматора для снижения интенсивности образования металлических настылей в газ о отводящем тракте... 115.
5.3. Повышение стойкости патрубков циркуляционного вакууматора Конвертерного цеха№1 ОАО«НЛМК» 117
5.4. Краткие выводы 124
Заключение 126
Библиографический список 128
Приложение 139
