Непрерывная разливка сортовой заготовки
  Раздел 2.1

Современные требования к подготовке металла для непрерывной разливки

Одним из преимуществ процесса непрерывной разливки стали является возможность повышения качества металла за счет совокупности целого ряда факторов, к числу которых, прежде всего, необходимо отнести улучшение показателей химической однородности заготовки и снижение загрязненности стали неметаллическими включениями. Безусловно, вопрос качества непрерывнолитой заготовки должен рассматриваться в комплексе с обеспечением эффективной внепечной обработки стали в ковше и изменением системы сталеплавильной технологии в целом.

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

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 металла. 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 показателя 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 на 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 включе-ний в стали. В этом случае определяющим 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 УКП для снижения содержания активного кислорода до 30-40 pрm.

Хорошо известны технологические приемы, позволяющие значительно снизить количество неметаллических включений в 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 использования основных огнеупорных материалов.

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

  • экстракционное рафинирование металла шлаковыми смесями;
  • компенсация тепловых потерь жидкой стали в ковше и затрат на формирование рафинировочного шлака;
  • принудительное перемешивание металла 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 операции, является установка «ковш-печь».

Не вдаваясь в рассмотрение особенностей конкретных технологических схем производства непрерывнолитой сортовой заготовки, 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 и регламентами;
  • 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 предприятия 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 достигают, в первую очередь, высокой степенью рафинирования металла в ковше. Так, на предприятиях, выплавляющих легированные и специальные марки стали (шарикоподшипниковую, трубную, для автолиста и жести, производства металлокорда, железно-дорожных 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 качественных марок стали – 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 его содержанием).

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

  Раздел 2.1
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ