ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова», Магнитогорск, Россия:
В. Н. Селиванов, канд. техн. наук, профессор кафедры технологий металлургии и литейного производства (ТМиЛП)
А. В. Филиппов, канд. техн. наук, научный сотрудник
Э. В. Дюльдина, канд. техн. наук, доцент кафедры физической химии и химических технологий
В. П. Чернов, докт. техн. наук, профессор кафедры ТМиЛП
Эл. почта (общая): mcm@magtu.ru

Проведено экспериментальное исследование ассимиляции шлаком кристаллизатора оксидных неметаллических включений, всплывающих в процессе непрерывной разливки 17 плавок низко- и среднеуглеродистой стали из ковша вместимостью 365 т. Для наведения шлака в кристаллизаторе использовали четыре разные по химическому составу гранулированные шлакообразующие смеси. В процессе разливки химический состав шлака в кристаллизаторе практически не меняется, но существенно отличается от состава шлакообразующей смеси. Это различие вызвано ассимиляцией шлаком неметаллических включений, всплывающих из разливаемой стали. Путем обработки экспериментальных данных о химическом составе шлака с использованием математической модели процесса шлакообразования получена информация о количестве и химическом составе ассимилированных шлаком неметаллических включений. Ассимилированные шлаком неметаллические включения состоят из оксидов алюминия, марганца и железа. Содержание оксида марганца в них возрастает с увеличением содержания марганца в разливаемой стали. Показано, что эти неметаллические включения образовались в самóм кристаллизаторе в результате охлаждения разливаемого металла до температуры ликвидуса и нарушения равновесия реакций раскисления стали. Масса ассимилированных шлаком неметаллических включений изменяется от 0,001 до 0,006 % массы разливаемой стали, увеличиваясь с расходом шлакообразующей смеси. Переход всплывающих неметаллических включений из металла в шлак лимитируется межфазным натяжением на границе раздела этих фаз и зависит от химического состава шлакообразующей смеси.

1. Козырев Н. А., Дементьев В. П., Бойков Д. В., Токарев А. В. Новые шлакообразующие смеси для разливки стали на машине непрерывного литья заготовок // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2011. № 6. С. 18–19.
2. Дюльдина Э. В., Селиванов В. Н., Истомин С. А., Ченцов В. П. Сравнение физико-химических свойств шлаков непрерывной разливки стали и расплавов шлакообразующих смесей // Тр. XIV Российской конференции «Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов». — Екатеринбург : УрО РАН, 2015. С. 218–219.
3. Экхардт Д., Бехманн Д. Выбор шлакообразующих смесей для непрерывной разливки углеродистой стали // Сталь. 2008. № 11. С. 19–22.
4. Атлас шлаков. Справочное издание : пер. с нем. — М. : Металлургия, 1985. — 208 с.
5. Takahira N., Hanao M., Tsukaguchi Y. Viscosity and Solidifi cation Temperature of SiO₂–CaO–Na₂O Melts for Fluorine Free Mould Flux // Transactions of The Iron and Steel Institute of Japan (ISIJ International). 2013. Vol. 53. No. 5. P. 818–822.
6. Lejun Zhou, Wanlin Wang, Juan Wei, Boxum Lu. Effect of Na₂O and B₂O₃ on Heat Transfer Behavior of Low Fluorine Mold Flux for Casting Medium Carbon Steel // Transactions of The Iron and Steel Institute of Japan (ISIJ International). 2013. Vol. 53. No. 4. P. 665–672.
7. Wen G. H., Zhu X. B., Tang P., Yang В., Yu Х. Influence of Raw Material Type on Heat Transfer and Structure of Mould Slag // Transactions of The Iron and Steel Institute of Japan (ISIJ International). 2011. Vol. 51. No. 7. P. 1028–1032.
8. Däcker C.-A., Sohlgren T. The Influence of Mould Powder Properties on Shell Formation in Continuous Casting of Steels // Steel Research International. 2010. Vol. 81. No. 10. P. 899–907.
9. Суворов С. А., Ордин В. Г., Ерошкин С. Б., Вихров Е. А. Кристаллизационная способность как критерий выбора шлакообразующих смесей в зависимости от марочного сортамента непрерывнолитых сталей // Сталь. 2010. № 12. С. 14–19.
10. Паршин В. М., Буланов Л. В. Непрерывная разливка стали. — Липецк : ОАО «НЛМК», 2011. — 221 с.
11. Анисимов К. Н., Лонгинов А. М., Гусев М. П., Зарубин С. В. Изучение влияния теплофизических характеристик шлакообразующих смесей на тепловые процессы в кристаллизаторе на основе математического моделирования // Сталь. 2016. № 8. С. 32–37.
12. Селиванов В. Н., Колесников Ю. А., Буданов Б. А. Дюльдина Э. В., Аланкин Д. В. Использование математических моделей для исследования сталеплавильных процессов // Сталь. 2014. № 5. С. 16–20.

13. Singh D., Bhardwaj P., Yang Y. D., McLean A., Hasegawa M., Iwase M. The Influence of Carbonaceous Material on the Melting Behaviour of Mould Powder // Steel Research International. 2010. Vol. 81. No. 11. P. 974–979.
14. Кнотек М., Войта Р., Шефц Й. Анализ металлургических процессов методами математической статистики : пер. с чеш. — М. : Металлургия, 1968. — 212 с.
15. Горосткин С. В., Гартен В., Уссельманн В. Шлакообразующие смеси для разливки и система автоматической подачи смеси в кристаллизатор // Тр. XII Конгресса сталеплавильщиков. — М. : Металлургиздат, 2013. С. 328–331.
16. Elfsberg J., Matsushita T. Measurements and Calculation of Interfasial Tension between Commercial Steel and Mold Flux Slags // Steel Research International. 2011. Vol. 82. No. 4. P. 404–414.
17. Лозовский Е. П., Ушаков С. Н., Юречко Д. В., Филиппов А. В. и др. Изучение причин образования дефекта «плена по неметаллическим включениям в слябах» на прокате // Сталь. 2009. № 10. С. 26–28.