Звіт про науково-дослідну роботу: „Дослідження структурно-хімічного стану металургійних фаз та розробка ресурсозберігаючої технології отримання сталі”

Abstract

МЕТА РОБОТИ - розвиток теорії будови металургійних фаз у рідкому й твердому станах по моделі гармонійних структур речовини; розробка на її ос¬нові шлаків підвищеної адсорбційної ємності, оптимальних складів феросплавів і лігатур (з використанням вторинної сировини), а також технології їх застосу¬вання для підвищення ефективності виробництва конвертерної сталі. ОБ'ЄКТ ДОСЛІДЖЕННЯ - структурно-хімічний стан металургійних фаз у про¬цесах рафінування залізовуглецевих розплавів. МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ - структурно-хімічний, термодинамічний і фазовий аналізи, графо-аналітичний метод побудови полігональних діаграм стану, стохастичний аналіз, оптична металографія, математичне моделювання. Запропоновано сучасну концепцію матеріалознавства металу й шлаків на базі розробленої теорії МГС-фаз, що описує природу спадковості рідкого й твердого станів металургійних фаз у стохастичних процесах рафінування залі¬зовуглецевих розплавів. Досліджено будову металургійних фаз у рідкому й твердому станах з урахуванням структуризації іонно-молекулярних комплексів і проведений аналіз наноструктурних елементів базових компонентів неметале¬вих включень у залізовуглецевому розплаві. Побудовані нові більш інформати¬вні потрійні полігональні діаграми стану на базі бінарних систем: FеО-Sі02- А1203, FеО-SіО2-СаО, Са0-Sі02-Мg0, Са0-SiO2-А1203. Встановлено структурний тип іонно-молекулярних комплексів, що визна¬чає ефективність рафінування чавуну та сталі плавильними й ковшовими шла¬ками. Розроблена термодинамічна модель рафінування сталі і комп’ютерна про¬грама її розрахунку, що дозволяє оцінити кінцеві концентрації кисню та сірки у розплаві. Визначено оптимальні склади комплексних феросплавів (феросилікоалюмінію й феросилікокальцію) для розкислення, десульфурації й мікролегування сталі; плавильних доменних і конвертерних шлаків; рафінувальних ковшових шлаків з підвищеною до 1,5 рази адсорбційною ємністю. Розроблена по¬токова ресурсоенергозберігаюча технологія рафінування й модифікуванню конвертерної сталі. Очікуваний економічний ефект - 12-15 грн/т сталі. Результати НДР захищені 10 патентами України, опубліковані в монографії, 16 наукових статтях, повідомлені на 20 науково-технічних конференціях. Ключові слова: СТРУКТУРНО-ХІМІЧНИЙ АНАЛІЗ, ПОЛІГОНАЛЬНІ ДІАГРАМИ, ІОНО-МОЛЕКУЛЯРНІ КОМПЛЕКСИ, ШЛАКОУТВОРЕННЯ, РАФІНУВАННЯ, СТАЛЬ.