DOI: 10.52150/2522-9117-2025-39-05
В.Г. Кисляков1,*, к.т.н., зав. відділу, ORCID 0000-0002-1775-5050
І.О. Маначин1, к.т.н., с.д., с.н.с., ORCID 0000-0002-1031-3241
А. А. Похвалітий2, к.т.н., доц., ORCID 0000-0002-9652-767X
1 Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
2 Дніпровський державний технічний університет
* Автор для листування: vovkadragon12@gmail.com
ДОСЛІДЖЕННЯ НА “ГАРЯЧІЙ” МОДЕЛІ ПОВЕДІНКИ ДОМІШОК У ЧАВУНІ ПІД ЧАС КОМПЛЕКСНОЇ ОБРОБКИ
Анотація. Метою роботи є встановлення закономірностей поведінки та розподілу домішок у чавуні під час комплексної обробки на “гарячій” моделі, з урахуванням впливу термодинамічних і кінетичних факторів, для оптимізації процесів очищення та підвищення якості металу. Комплексна обробка розплавленого чавуну передбачає застосування декількох технологічних впливів, що дозволяє ефективніше контролювати хімічний склад і мікроструктуру металу. Актуальність такої обробки зумовлена необхідністю отримання високоякісних сплавів при одночасному зниженні витрат і підвищенні екологічної безпеки виробництва. Важливим інструментом удосконалення технології є моделювання процесів видалення та поведінки домішок у розплавленому металі. Особливої цінності набувають дослідження на так званих “гарячих” моделях, що передбачають роботу безпосередньо з рідким чавуном. Виконані розрахунки для умов інжекційної обробки чавуну з метою комплексного видалення домішок у лабораторній індукційній печі ємністю 100 кг. Побудована загальна схема теплових втрат рідкого чавуну при комплексному рафінуванні від домішок за рахунок інжектування реагентів у газі-носії. Варто відзначити той факт, що даний дозувальний пристрій вперше було застосовано для роботи з рідким чавуном. Перед проведенням “гарячих” обробок було виконано “холодні” випробування всього обладнання, яке показало готовність для проведення експериментальної частини досліджень. Було проведено 4 обробки. На початку і наприкінці кожної обробки було відібрано проби чавуну і шлаку, також проведено заміри температури. Проводилася фіксація виданого реагенту за показаннями ваг до і після обробки. Під час проведення обробок було відпрацьовано технологічні параметри інжектування, які дали змогу вести обробку технологічно, без підвищеної бурності. Проведений аналіз вмісту домішок у чавуні показав, що з урахуванням умов проведення експерименту мають місце процеси десульфурації, знекремнювання та дефосфорації, у тому числі одночасно.
Ключові слова: чавун, комплексна обробка, сірка, кремній, фосфор, моделювання.
Посилання для цитування: Кисляков В. Г. , Маначин І. О., Похвалітий А. А. Дослідження на “гарячій” моделі поведінки домішок у чавуні під час комплексної обробки. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2025. Вип. 39. С. 78-88. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2025-39-05
Перелік посилань
1. Chernyatevich A. G., Sigarev E. N., Berezina A. V. Refining of hot metal with organization of isolated reaction zones for the removal of silicon and sulphur. Steel in Translation. 2011. Vol. 41, No. 4. P. 307–310. https://doi.org/10.3103/S0967091211040036
2. Hernandez A., Romero A., Chavez F., Angeles M., Moral R. D. Dephosphorization and Desulfurization Pretreatment lron with CaO-Si02-CaF2-FeO-Na2O Slags. ISIJ International. 1998. Vol. 38, No. 2. P. 126-131. https://doi.org/10.2355/isijinternational.38.126
3. Mori K., Wada H., Pehlke R. D. Simultaneous desulfurization and dephosphorization reactions of molten iron by soda ash treatment. Metall Trans B. 1985. Vol. 16. P. 303–312. https://doi.org/10.1007/BF02679721
4. Эллиот Д. Ф., Глейзер М., Рамакришна В. Термохимия сталеплавильных процессов. М. : Металлургия, 1969, 252 с.
5. Кнюппель Г. Раскисление и легирование стали / Перевод с нем. Г.Н. Еланского. М. : Металлургия, 1973, 312 с.
6. Пушкаренко М. В., Кисляков В. Г., Молчанов Л. С., Чубін К. І., Похвалітий А. А. Термодинамічний аналіз технологічної операції рафінування чавуну сумішшю оксидних компонентів системи CaO-FeO-Na2CO3 Збірник наукових праць ДДТУ, 2022, № 2(41). С. 26-35.
7. Кисляков В. Г., Маначин І. О., Єлісєєв В. І., Руденко О. Л. Дослідження інжекційного введення газопорошкових струменів методами “холодного” моделювання. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2024.
Рукопис надійшов до редакції 14.07.2025
Рекомендовано до друку 21.10.2025
Опубліковано онлайн 01.12.2025
