Про механізм засвоєння карбіду кремнію розплавом залізовуглецевого напівпродукту при виробництві сталі в кисневих конвертерах
The article is devoted to the elucidation of the mechanism of assimilation of silicon carbide by iron-carbon intermediate product, which is produced in heavy-duty oxygen converters with top blowing. The thermodynamics of the process of assimilation of silicon carbide in various conditions of steel p...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/80 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Репозитарії
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471929471139840 |
|---|---|
| author | Бондар, В. І. |
| author_facet | Бондар, В. І. |
| author_sort | Бондар, В. І. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-06-08T05:53:51Z |
| description | The article is devoted to the elucidation of the mechanism of assimilation of silicon carbide by iron-carbon intermediate product, which is produced in heavy-duty oxygen converters with top blowing. The thermodynamics of the process of assimilation of silicon carbide in various conditions of steel production has been studied enough, but the mechanism of assimilation of silicon carbide by the melt is not explained. The material containing silicon carbide is introduced as one of the deoxidizers for preliminary deoxidation when tapping the iron-carbon intermediate product into the ladle. To achieve this goal, it was taken into account that during tapping, a significant part of the oxidizing converter slag also gets into the ladle. A set of the latest data on the physicochemical properties of silicon carbide was also taken into account. Thanks to the successfully carried out stages of research, significant results have been obtained that confirm the mechanism of assimilation of silicon carbide by the melt. The most important role in this is played by the presence of oxidizing slag, which randomly falls into the ladle during the release of iron-carbon intermediate product in a tangible amount. The presence of silicon carbide in the "iron-carbon intermediate product – slag" system ensures the gradual transformation of the oxidizing slag into a refining reducing slag over time. For the first time, a hypothesis was formulated that explains the mechanism of assimilation by a liquid system "carbon intermediate – slag", accompanied by equations of homogeneous chemical transformations that occur in this case in an oxide melt. The correctness of the stated provisions on the mechanism of assimilation of silicon carbide is confirmed by the values of the coefficients of assimilation of silicon and other elements – deoxidizers, namely manganese, aluminum and carbon. This information was obtained by calculation based on the protocol data of more than 900 real heats produced during January 2019 on a 350 t top-blown converter. Thanks to the successful algorithm of the differential approach to the analysis of melts, it was found, in particular, that the degree of assimilation of deoxidizing elements depends on the manganese content in the steel being melted. In general, this study allowed us to draw a number of practical conclusions regarding the possibility of reducing the consumption of deoxidizing elements. The most important is the conclusion about the possibility of removing the expensive element – aluminum from the deoxidizing mixture. This is very important, proceeding from the problem of overgrowing of submersible nozzles of machines for continuous casting of billets with refractory inclusions. It is recommended to use aluminum only for out-of-furnace treatment in a ladle furnace. The proportion of ferroalloys containing manganese and silicon can also be significantly reduced. In this case, it is expedient to determine the most advantageous decrease in the amount of introduced ferroalloys. This will reduce the cost of steel produced by optimizing the consumption of ferroalloys while maintaining steel quality indicators. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:50:20Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-80 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:50:20Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-802023-06-08T05:53:51Z About the mechanism of assimilation of silicon carbide by molten iron-carbon intermediate in the production of steel in oxygen converters Про механізм засвоєння карбіду кремнію розплавом залізовуглецевого напівпродукту при виробництві сталі в кисневих конвертерах Бондар, В. І. heavy-duty converter iron-carbon intermediate product preliminary deoxidation silicon carbide assimilation mechanism degree of assimilation великоваговий конвертер залізовуглецевий напівпродукт попереднє розкислення карбід кремнію механізм засвоєння ступінь засвоєння The article is devoted to the elucidation of the mechanism of assimilation of silicon carbide by iron-carbon intermediate product, which is produced in heavy-duty oxygen converters with top blowing. The thermodynamics of the process of assimilation of silicon carbide in various conditions of steel production has been studied enough, but the mechanism of assimilation of silicon carbide by the melt is not explained. The material containing silicon carbide is introduced as one of the deoxidizers for preliminary deoxidation when tapping the iron-carbon intermediate product into the ladle. To achieve this goal, it was taken into account that during tapping, a significant part of the oxidizing converter slag also gets into the ladle. A set of the latest data on the physicochemical properties of silicon carbide was also taken into account. Thanks to the successfully carried out stages of research, significant results have been obtained that confirm the mechanism of assimilation of silicon carbide by the melt. The most important role in this is played by the presence of oxidizing slag, which randomly falls into the ladle during the release of iron-carbon intermediate product in a tangible amount. The presence of silicon carbide in the "iron-carbon intermediate product – slag" system ensures the gradual transformation of the oxidizing slag into a refining reducing slag over time. For the first time, a hypothesis was formulated that explains the mechanism of assimilation by a liquid system "carbon intermediate – slag", accompanied by equations of homogeneous chemical transformations that occur in this case in an oxide melt. The correctness of the stated provisions on the mechanism of assimilation of silicon carbide is confirmed by the values of the coefficients of assimilation of silicon and other elements – deoxidizers, namely manganese, aluminum and carbon. This information was obtained by calculation based on the protocol data of more than 900 real heats produced during January 2019 on a 350 t top-blown converter. Thanks to the successful algorithm of the differential approach to the analysis of melts, it was found, in particular, that the degree of assimilation of deoxidizing elements depends on the manganese content in the steel being melted. In general, this study allowed us to draw a number of practical conclusions regarding the possibility of reducing the consumption of deoxidizing elements. The most important is the conclusion about the possibility of removing the expensive element – aluminum from the deoxidizing mixture. This is very important, proceeding from the problem of overgrowing of submersible nozzles of machines for continuous casting of billets with refractory inclusions. It is recommended to use aluminum only for out-of-furnace treatment in a ladle furnace. The proportion of ferroalloys containing manganese and silicon can also be significantly reduced. In this case, it is expedient to determine the most advantageous decrease in the amount of introduced ferroalloys. This will reduce the cost of steel produced by optimizing the consumption of ferroalloys while maintaining steel quality indicators. Статтю присвячено з'ясуванню механізму засвоєння карбіду кремнію залізовуглецевим напівпродуктом, що виробляється у великовантажних кисневих конвертерах з верхнім продуванням. Термодинаміці процесу засвоєння карбіду кремнію в різних умовах виробництва сталі присвячено достатньо досліджень, але механізм засвоєння карбіду кремнію розплавом не пояснюється. Матеріал, що містить карбід кремнію, додається в якості одного з розкислювачів для попереднього розкислення під час випуску в ківш залізовуглецевого напівпродукту. Для досягнення поставленої мети було взято до уваги те, що під час випуску в ківш потрапляє і вагома частина окислювального конвертерного шлаку. Аналіз комплексу новітніх даних про фізико-хімічні властивості карбіду кремнію також був врахований. Завдяки успішно проведеним етапам досліджень отримано суттєві результати, що підтверджують механізм засвоєння розплавом карбіду кремнію. Найважливішу роль у цьому відіграє наявність окислювального шлаку, що мимоволі потрапляє в ківш при випуску залізовуглецевого напівпродукту у відчутній кількості. Наявність карбіду кремнію в системі «залізовуглецевий напівпродукт – шлак», забезпечує поступове в часі перетворення окислювального шлаку в рафінуючий відновлювальний. Вперше сформульована гіпотеза, що пояснює механізм засвоєння рідкою системою «залізовуглецевий напівпродукт – шлак», супроводжується рівняннями гомогенних хімічних перетворень, що при цьому відбуваються в оксидному розплаві. Коректність викладених положень про механізм засвоєння карбіду кремнію підтверджується значеннями коефіцієнтів засвоєння кремнію та інших елементів – розкислювачів, а саме: марганцю, алюмінію та вуглецю. Ці відомості були одержані у розрахунковий спосіб реальних протокольних даних з більш ніж 900 плавок, що були вироблені впродовж січня 2019 р. на 350-тонному конвертері з верхнім продуванням. Завдяки вдалому алгоритму диференційного підходу до аналізу плавок було встановлено, що ступінь засвоєння елементів-розкислювачів залежить від вмісту марганцю в сталі, що виплавляється. В цілому, це дослідження дозволило зробити низку практичних висновків, що стосуються можливості зменшення витрат елементів-розкислювачів. Найголовнішим є висновок про вилучення з розкислюючої суміші найдорожчого елемента – алюмінію. Це вельми суттєво, виходячи з проблеми заростання заглибних стаканів машин для безперервного лиття заготовок тугоплавкими включеннями. Рекомендується використовувати алюміній лише під час позапічної обробки на установці піч-ківш. Доля феросплавів, що містять марганець та кремній, також може бути значно зменшена. При цьому доцільним є визначення найбільш вигідного зменшення феросплавів. Цим буде досягнуто зниження собівартості виробленої сталі за рахунок оптимізації витрат феросплавів за умови збереження показників якості сталі. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-06-08 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/80 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 29 No. 4 (2021): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 29 № 4 (2021): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/80/80 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | великоваговий конвертер залізовуглецевий напівпродукт попереднє розкислення карбід кремнію механізм засвоєння ступінь засвоєння Бондар, В. І. Про механізм засвоєння карбіду кремнію розплавом залізовуглецевого напівпродукту при виробництві сталі в кисневих конвертерах |
| title | Про механізм засвоєння карбіду кремнію розплавом залізовуглецевого напівпродукту при виробництві сталі в кисневих конвертерах |
| title_alt | About the mechanism of assimilation of silicon carbide by molten iron-carbon intermediate in the production of steel in oxygen converters |
| title_full | Про механізм засвоєння карбіду кремнію розплавом залізовуглецевого напівпродукту при виробництві сталі в кисневих конвертерах |
| title_fullStr | Про механізм засвоєння карбіду кремнію розплавом залізовуглецевого напівпродукту при виробництві сталі в кисневих конвертерах |
| title_full_unstemmed | Про механізм засвоєння карбіду кремнію розплавом залізовуглецевого напівпродукту при виробництві сталі в кисневих конвертерах |
| title_short | Про механізм засвоєння карбіду кремнію розплавом залізовуглецевого напівпродукту при виробництві сталі в кисневих конвертерах |
| title_sort | про механізм засвоєння карбіду кремнію розплавом залізовуглецевого напівпродукту при виробництві сталі в кисневих конвертерах |
| topic | великоваговий конвертер залізовуглецевий напівпродукт попереднє розкислення карбід кремнію механізм засвоєння ступінь засвоєння |
| topic_facet | heavy-duty converter iron-carbon intermediate product preliminary deoxidation silicon carbide assimilation mechanism degree of assimilation великоваговий конвертер залізовуглецевий напівпродукт попереднє розкислення карбід кремнію механізм засвоєння ступінь засвоєння |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/80 |
| work_keys_str_mv | AT bondarví aboutthemechanismofassimilationofsiliconcarbidebymoltenironcarbonintermediateintheproductionofsteelinoxygenconverters AT bondarví promehanízmzasvoênnâkarbídukremníûrozplavomzalízovuglecevogonapívproduktuprivirobnictvístalívkisnevihkonverterah |