Изложены теоретические закономерности удаления из металлов газов, неметаллических включений, раскисления стали комплексными сплавами, щелочно- и редкоземельными элементами. Рассмотрены способы и технология вакуумирования стали в ковше, циркуляционного и порционного вакуумирования, вакуумной обработки и десульфурации стали. Описаны процессы, протекающие при продувке стали инертным газом и при аргоно-кислородном рафинировании в конвертере AOD. Отмечены последние достижения в области комбинированной продувки металла в кислородном конвертере.
Теория металлургических процессов
Изложены термодинамические данные по окислам в конденсированном и газообразном состояниях> растворимости кислорода в металлах, основы теории жидких металлических расплавов с анализом данных по параметрам взаимодействия, методы построения диаграмм активностей металлов в окислах, основы теории термической диссоциации химических соединений, приближенные методы оценки тепловых эффектов образования химических соединений по диаграммам состояния, коэффициентов активности компонентов в растворах по стандартным теплотам образования химических соединений и параметров взаимодействия элементов-раски
Приведены методики расчета состава и окислительных свойств высокотемпературной газовой фазы, условий разложения и образования карбонатов, оксидов и сульфидов с учетом образования растворов и фазовых превращений; восстановления оксидов газообразными восстановителями и углетермического и металлотермического восстановления оксидов, а также методика расчета процессов растворения водорода и азота в сложных металлических расплавах. Рассматриваемая методика расчета сопровождается конкретными примерами.
Рассмотрены основные вопросы технологии электронно-лучевой плавки и рафинирования металлов и сплавов, а также термодинамики и кинетики процессов рафинирования жидкого металла в вакууме. Предложена новая классификация современных способов рафинирования, сформулирован основной принцип математического описания их кинетики и разработана методика учета концентраций реагентов на межфазной поверхности. Приведены экспериментальные данные по кинетике рафинирования металлов и сплавов при электронно-лучевой плавке, в том числе с применением рафинирующих флюсов.
В монографии представлен большой экспериментальный материал авторов и последние литературные данные по физико-химическим свойствам редкоземельных металлов, иттрия и скандия. Приведены диаграммы состояния двойных и тройных металлических систем редкоземельных металлов с элементами периодической системы с рассмотрением общих принципов легирующего поведения редкоземельных металлов. Дано подробное описание всех известных в настоящее время областей применения редкоземельных металлов в промышленности.
Приведены сведения о чугунах, сталях, цветных металлах и сплавах, описаны технологии их плавки и модифицирования, устройства плавильных печей. Изложены основы электрошлакового литья и электрошлаковой обработки чугуна.
Для рабочих, мастеров, может быть полезен учащимся СПТУ, техникумов.
Рассмотрена современная теория восстановления металлов в твердой и жидкой фазах при производстве кремнистых и марганцевых сплавов. Приведены термодинамические характеристики, физико-химические свойства кремния, марганца и их соединений, сведения об активности этих элементов и растворимости в них углерода. Описана технология и представлены технико-экономические показатели плавки кремния и марганца и их сплавов с железом. Указаны пути его дальнейшего совершенствования.
Изложены физико-химические основы процессов, протекающие в электросталеплавильных печах. Приведены основные понятия химической термодинамики, кинетики металлургических процессов, теории шлаков. Описаны методы расчета равновесий в системе металл-шлак-газовая среда. Значительное внимание уделено поверхностным явлениям в сталеплавильных процессах. Рассмотренны особенности рафинирования металла при вакуумно-дуговом, плазменно-дуговом и электрошлаковом переплавах, а также теория кристаллизации слитков разового формирования и получаемых в водоохлаждаемых кристаллизаторах.
В книге рассматривается процесс затвердевания с учетом тепловых и диффузионных явлений главным образом применительно к металлам и сплавам. Наряду с этим приводятся те физические и химические аспекты, которые определяют структуру образующейся твердой фазы и позволяют управлять процессами кристаллизации. Особое внимание уделено физической природе процессов. Справедливость выдвигаемых теорий и гипотез подтверждается экспериментально.
В учебнике изложены основы термодинамики, модели и расчеты металлических растворов и металлургических шлаков. Дан новый метод контроля состояния металлической ванны и технологических процессов посредством электрохимических измерений и расчетов.