DOI: 10.52150/2522-9117-2023-37-211-219

Голуб Тетяна Сергіївна, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0001-9269-2953. E-mail: dove@email.ua

Молчанов Лавр Сергійович, к.т.н., зав. відділом, Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0001-6139-5956. E-mail: metall729321@gmail.com

Семикін Сергій Іванович, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0002-7365-2259. E-mail: isisemykin@gmail.com

Прокопенко Павло Григорович, головний метролог Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна.  E-mail: ogm-ichm@ukr.net

ВСТАНОВЛЕННЯ РАЦІОНАЛЬНИХ РЕЖИМІВ ВЗАЄМОДІЇ ГАЗОВОГО СТРУМЕНЯ ТА ЕЛЕКТРИЧНОГО РОЗРЯДУ ДЛЯ РОЗРОБКИ МЕТОДУ ЛЕГУВАННЯ ГАЗОПОДІБНИМ НІТРОГЕНОМ ПРИ ВИКОРИСТАННІ ЕЛЕКТРИЧНОЇ АКТИВАЦІЇ

Анотація. Сьогодення металургійної галузі, як основного виробника конструкційного матеріалу, ставить нові підвищені вимоги до експлуатаційних якостей сталей, які зумовлюють надійність та довговічність деталей та конструкцій. Способи поліпшення властивостей сталей досить різноманітні, проте важливе місце серед них займає легування, у тому числі нітрогеном, введення якого дозволяє зменшити у сплавах вміст більш вартісних елементів при збереженні необхідної міцної структури та високих корозійних характеристик сплавів, пластичності тощо. Нітроген достатньо розповсюджений хімічний елемент і як легуючий відомий давно, проте широкому використанню заважає його обмежена розчинність у залізних сплавах, особливо при високому вмісті інших компонентів. Для підвищення розчинності нітрогену використовують різні способи активізації газу. Авторами було досліджено варіант активізації шляхом створення електричного розряду на фізичному стенді. Моделюванню підлягала ділянка між фурмою, для подачі продувного газу, та пристроєм активізації газу шляхом створення електричного розряду між електродами. Встановлено, що для забезпечення електричної активізації нітрогенвмісного газового струменя можливо створювати електричний дуговий чи розгалужений іскровий розряд, різновид якого залежить від відстані між електродами. Задля забезпечення ефективної взаємодії газового потоку з електричним розрядом необхідно забезпечити тиск газу на рівні 0,8-1,2 атм, а продувний пристрій розташовувати на висоті над електричним розрядом на рівні 20-40 калібрів. Дотримання зазначених параметрів дозволить забезпечити ефективну взаємодію газового струменя з електричним розрядом у формі електричної дуги, або іскрового розгалуженного розряду.

Ключові слова: легування, газоподібний нітроген, активізація електричним розрядом, фізичне моделювання.

DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2023-37-211-219

Посилання для цитування: Встановлення раціональних режимів взаємодії газового струменя та електричного розряду для розробки методу легування газоподібним нітрогеном при використанні електричної активації / Т. С. Голуб, Л. С. Молчанов, С. І. Семикін, П.Г. Прокопенко // Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2023. Вип. 37. С. 211-219. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2023-37-211-219

Перелік посилань

1. Simmons J. W. Overview: high-nitrogen alloying of stainless steels. Materials Science and Engineering: A. 1996. Vol. 207. Iss. 2. P. 159-169.
2. Nitrogen as an alloying element improving material properties of the high carbon cast steel for ball mill liner plates / Józef Gawlik, Jerzy Schmidt, Tomasz Nowak, Zygmunt Wójcicki, Andrzej Zagórski // Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2017. Vol. 17. Iss. 4. P. 926-934.
3. Kostina M. V., Bannykh O. A., Blinov V. M. Special Features of Steels Alloyed with Nitrogen. Metal Science and Heat Treatment. 2000. Vol. 42, Iss. 11. P. 459-462.
4. Richard P. Reed Nitrogen in austenitic stainless steels. JOM. 1989. Vol. 41. P. 16-21.
5. Морозов А. И. Водород и азот в стали. М. : Металлургиздат, 1968. 280 с.
6. Pelke R. D., Elliot I. F. The Solubiliny of Nitrogen in Liquid Iron Alloys. Trаnsaction of the Metallurgical Society of AIMЕ. 1963. Vol. 227. № 5. P. 849-855
7. Казачков Е. А. Расчеты по теории металлургических процессов. М. : Металлургия, 1988. 288 с.
8. Разработка технологии внепечной обработки рельсовой стали в агрегате ковш-печь/ Р. А. Гизатулин, Л. А. Годик, Н. А. Козырев, А. П. Данилов // Электрометаллургия. 2008. № 2. С. 11-13.
9. Рашев Ц. Создание лабораторних и промышленных установок для одностадийного производства высокоазотистой стали. Электрометаллургия. 2004. № 2. C. 6-10.
10. Жекова Л., Рашев Ц. Исследование возможности создания высокоазотистых сталей с использлванием метода плавки во взвешанном состоянии под високим давленим. Металлург. 2007. № 2. С. 37-41.
11. Засельский А. М. Електрическая дуга отключения. М. : Государственное энергетическое издательство, 1963. 267 с