Введение к работе
Диудльвосткгисссртаїдионио^ работы. В настоящее время проблема дефосфорации высоколегированных расплавов, в частности зысокохромнетык, остается нерешенной. В то же время накопление фосфора 8 легированном ломе н возможное широкое вовлечение ъ производство ранее неиспользуемых отходов металлургических производств стимулирует поиск решения задачи дефосфорации.
Предлагаемые способы дефосфорации с помощью обработки флюсами, при которых фосфор переводится в шлак в виде фосфата в слабоокислительных условиях или в виде фосфида а восстановительных условиях, имеют ряд существенных недостатков: значительные потери легирующих вместе' с удаляемым в шлак фосфором, активность наводимого шлака по отношению к футеровке, недостаточная экономическая эффективность из-за применения дорогостоящих материалов н оборудования и другие. В связи с этим способы дефосфорации, основанные иа применении специальных флюсов, не находят широкого промышленного применения.
Поэтому в настоящей работе предпринята попытка исследования возможности удаления фосфора нз металла в газовую фазу. Такой процесс потенциально может иметь следующие преимущества перед традиционной шлаковой дефосфорацией: исключается рефосфорация, большая управляемость с помощью изменения состава, давления, температуры и других параметров газовой фазы, несложность включения в существующие технологические схемы, в частности внепечную обработку стали.
Анализ литературных данных показывает неоднозначность мнений как о возможности дефосфорации в газовую фазу, так и механизме перехода фосфора.
В работе предложен способ дефосфорации высокохромистого расплава, включающий две стадии: на первой - перевод фосфора в шлаковую фазу, при окислительном потенциале системы, исключающем значительные потери легирующих; на второй - рафинирование шлака (при контакте с графитом) от фосфора за счет перевода последнего в газовую фазу.
Разработана методика оценки возможности удаления фосфора в газовую фазу при вакуумной обработке расплава.
Диссертация выполнена в рамках научно - исследовательской работы, проводимой Кафедрой Электрометаллургии Стали и Ферросплавов МИСиС по межвузовской програвше "Новые ресурсосберегающие и экологически чистые металл урглческие технологии"
11слш,_рабаш является - теоретическое л экспериментальное изучение возможности дефосфорации высокохромистых расплавов за счет перевода фосфори в газовую фазу, С учетом результатов предыдущих исследований н важности проблемы дефосфорации высоколегированных расплавов в качестве объекта экспериментального исследования в настоящей работе выбрана сталь Х18Н10. В диссертационной работе решены следующие задачи:
Предложена., математическая модель расчета кинетических параметров перехода фосфора из металлических расплавов в газовую фазу, позволяющая оценить возможность удалеиия фосфора при выдержке расплава в вакууме.
Проведен физико-химический анализ влияния различных факторов, в частности окжленности системы, температуры, состава расплава, активности peaiEinoB на равновесное распределение фосфора между леплрованным хромом металл нческнм расплавом и шлаковой фаюй, на величину парциального давления фосфора и его соединений в газовой фазе, на переход фосфора из хромсодержащих расплавов в газовую фазу;
Разработана методика и экспериментально изучена возможность удаления фосфора из высокохромистого расплава типа X1SHI0 в газовую фазу;
Предложен механизм и определены лимитирующие параметры дефосфорации х|н)мсодержащих расплавов за счет перевода фосфора в газовую фазу;
Проведены заводские эксперименты, подтверждающие возможность удаления фосфора н:і высокохромнстого расплава.
ІЦуилалішаижа» Разработаны теоретические основы двухстадииного механизма перехода фосфора нз высоколегированного хромсодерясащего расплава в газовую фазу. На первой стадии проводится окисление фосфора и перевод его в шлаковую фазу, при окисленности металла, характеризующейся Р0 < 10' аш. что позволяет исключить значительные потери хрома. На второй
_6'-
стадии осуществляется рафинирование фосфоросодержащего шпака посредством контакта последнего с графитом.
Получены количественные данные о влиянии различных параметров на удалевдзе фосфора из легированного кромом расплава типа Х18Н10.
Разработана методика расчета перехода фосфора в газоиую фазу при выдержке расплава в вакууме.
Практическая значимость. На основе полученных результатов представляется возможным разр .ботать способ дефссфсраций высокохромистых расплавов железа.
Пубшшшвд* По теме диссертационной работы опубликовано две статьи. Основные результаты работы доложены на 10 Всесоюзной конференции по физико-химическим основам металлургических процессов.
Структура и объем работы. Диссертанта состоит из введения, четырех глав, выводов, список литературы из 54 наименований.