Металлургические мини-заводы
  3.1 Современные подходы к регламентированию качества жидкой стали

В практике металлургического производства в последнее время наблюдается тенденция все большего ужесточения требований к химическому составу стали и загрязненности её неметаллическими включениями, газами и цветными металлами. Применительно к мини металлургическим заводам эту проблему следует рассматривать с учетом условий производства жидкого полупродукта и его доводки.

Исходя из рассмотренных ранее стратегий развития мини-заводов, можно выделить схему производства стали массового сортамента, а также качественной и высококачественной металлопродукции.

Сравнительный анализ требований к качеству стали (использованы данные стандартов ГОСТ, DIN, ASTM, BS, JIS) в целом свидетельствует о том, что для стали массового назначения (низко- и среднеуглеродистая, низколегированная) допускается весьма широкий диапазон колебания марочного содержания углерода (0,07-0,08 %) и марганца (0,30 %), порог максимального содержания серы (0,040-0,050%) и цветных металлов (0,30 %), а также кислорода и неметаллических включений.

Многолетняя практика работы сталеплавильных цехов показывает, что все эти требования в полной мере можно соблюсти без применения современных технологических приемов внепечной обработки. Однако, применение непрерывной разливки стали для получения сортовой заготовки существенным образом скорректировало некоторые требования к качеству стали. Прежде всего, это относится к содержанию серы. Из практики непрерывной разливки стали хорошо известно, что одной из главных причин прорывов и трещин является низкое отношение Mn/S. Принято считать, что это отношение должно быть, по меньшей мере, на уровне 25-30. Однако, многие предприятия для МНЛЗ с высокими скоростями литья это отношение поддерживают уровне 35 - 40 и более, что фактически соответствует ограничению содержания серы в стали ниже 0,02 %.

Также определенная специфика имеет место и для регламентирования содержания кислорода и оксидных включений в стали. Основным фактором является технология разливки металла через стакан-дозатор малого (12-18 мм) диаметра, который может зарастать в ходе разливки вследствие осаждения на его поверхности оксидов алюминия. В связи с этим его содержание в металле, разливаемом в заготовки малых сечений, не должно превышать 0,007 %. Поэтому на практике часто применяют диффузионное раскисление на установке «ковш-печь». При этом содержание активного кислорода удается снизить до 30 – 40 pрm.

Хорошо известны технологические приемы, позволяющие значительно снизить количество неметаллических включений стали: за счет предотвращения вторичного окисления; обработкой кальцием для изменения морфологии включений, обеспечивающей более полное удаление оксидов; путем исключения операций прожигания кислородом сталевыпускных каналов за счет применения высококачественных засыпок, а также применения основных огнеупорных материалов.

Разработанные на сегодняшний день многочисленные варианты техники и технологии внепечной обработки стали массового сортамента сводятся к следующему:

  1. Экстракционное рафинирование металла шлаковыми смесями.
  • Компенсация тепловых потерь жидкой стали в ковше и затрат на формирование рафинировочного шлака.
  • Перемешивание для ускорения тепло- и массообменных процессов в сталеразливочном ковше.
  • Раскисление, легирование, науглероживание и обработка различными реагентами, вводимыми в металл.
  • Основным направлением развития внепечной обработки является применение комплексных технологических агрегатов, позволяющих чередовать и сочетать разнообразные технологические приемы без затрат на пооперационное перемещение сталеразливочного ковша. Наиболее универсальным агрегатом такого типа, который при производстве стали массового сортамента реализует в едином цикле все необходимые технологические операций, является установка «ковш-печь». Не вдаваясь в рассмотрение особенностей конкретных технологических схем мини-заводов, которые определяются сортаментом стали, типом сталеплавильного агрегата, условиями разливки и пр., можно выделить три основные момента, которые обусловливают подход к производству металла массового сортамента на этапе ковшевой обработки:

    • достижение стабильного качества жидкой стали, уровень которого часто определяется технологическими требованиями;
    • обеспечение технологичности работы МНЛЗ, включая скорость разливки, серийность, а также качество поверхности и внутренней структуры непрерывнолитого слитка;
    • оптимизация технологии дальнейшей термомеханической обработки заготовки для получения заданных свойств изделий при минимизации материальных, энергетических и временных затрат для технологической цепочки в целом.

    Специализация мини-завода на производстве той или иной группы марок стали ответственного назначения наряду с обеспечением технологических требований выдвигает на передний план задачу достижения необходимого уровня потребительских свойств металлопродукции, которые достигаются, в первую очередь, высокой степенью рафинирования металла в ковше. Так, на мини-заводах, выплавляющих легированные и специальные марки стали (шарикоподшипниковую, трубную, для автолиста и жести, производства металлокорда, железнодорожных колес и т.п.), уровень кондиций жидкого металла в ковше во многих случаях определяется, прежде всего, требованиями к служебным свойствам изделий.

    Получение оптимального химического состава готового металла в большинстве случаев требует обеспечения особо низкого содержания вредных примесей:

    • кислорода (менее 15 ррm, например, для легированных марок стали с особо низким содержанием кислорода);
    • серы (как правило, ниже 0,010 %, а для некоторых марок стали, например, трубной Х60 – ниже 0,003 %);
    • газов: водорода (для флокеночувствительных – ниже 2 ррm) и азота (как правило, ниже 70-80 ррm для электростали и 40 ррm для конвертерной стали);
    • углерода (ниже 0,003 % для марок стали с ультранизким содержанием углерода).

    Кроме того, к металлопродукции ответственного назначения предъявляются высокие требования по макро- и микронеоднородности внутренней структуры готовых изделий и заготовок.

      3.1 Современные подходы к регламентированию качества жидкой стали
    РЕКЛАМА НА САЙТЕ

    КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ