CC BY
169
форматорной стали требуемого содержания азота (например, 80-110 ррт для марки 0402Д).
Список литературы
1. Колесников Ю.А., Носов А.Д. Свойства и особенности производства трансформаторной стали // Теория и технология металлургического производства: межрегион. сб. науч. тр. / под ред. В.М. Колокольцева. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2005. Вып. 5. С. 6-13.
2. Колесников Ю.А., Носов А.Д. Особенности технологии производства металла в условиях ОАО «ММК» для получения трансформаторной стали // Литейные процессы: межрегион. сб. науч. тр. / под ред. В.М. Колокольцева. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. Вып. 6. С. 62-69.
3. Буданов Б.А., Носов А.Д. Исследование поведения водорода в трансформаторной стали при вакуумировании и обработке ее на установке «печь-ковш» // Литейные процессы: межрегион. сб. науч. тр. / под ред. В.М. Колокольцева. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. Вып. 6. С. 43-51.
Сведения об авторах
Буданов Борис Александрович - канд. техн. наук, доц. кафедры металлургии черных металлов ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». Тел.: (3519) 29-84-49.
Колесников Юрий Алексеевич - канд. техн. наук, доц. кафедры металлургии черных металлов ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». Тел.: (3519) 29-84-49.
INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH
PROVIDING OF THE DEMANDED CONTENT OF NITROGEN IN TRANSFORMER STEEL
Budanov Boris Aleksandrovich - Ph. D. (Eng.), Assoiciate Professor, Nosov Magnitogorsk State Technical University. Phone: 8(3519) 29-84-49.
Kolesnikov Jury Alekseevich - Ph. D. (Eng.), Assoiciate Professor, Nosov Magnitogorsk State Technical University. Phone: 8(3519) 29-84-49.
Abstract. Possible ways of metal saturation by nitrogen during melting, ladle working and casting of transformer steel are given. The nitrated ferroalloys, carbamide, blowing with nitrogen, adding of powder wire with the nitrated ferrosilicon were used for saturation of metal with nitrogen. According to obtained experimental data, recommendations about providing the demanded content of nitrogen in transformer steel are provided.
Keywords: nitrogen, a carbamide, transformer steel, a purge nitrogen, the nitrated ferroalloys, a powder wire.
References
1. Kolesnikov J.A., Nosov A.D. Properties and features of manufacture of transformer steel. Svojstva i osobennosti proizvodstva transformatornoj stali [Theory and technology of metallurgical manufacture: Inter-regional col. of scien. pap. Ed. V.M. Kolokoltsev]. Magnitogorsk: Nosov Magnitogorsk State Technical University, 2005, № 5, pp. 6-13.
2. Kolesnikov J.A., Nosov A.D. Feature's of the "know-how" of metal in conditions of OJSC "MMK" for reception of transformer steel. Osobennosti tekhnologii proizvodstva metalla v usloviyakh OAO «MMK» dlya polucheniya transformatornoj stali [Foundry processes: Inter-regional col. of scien. pap. Ed. V.M. Kolokoltsev]. Magnitogorsk: Nosov Magnitogorsk State Technical University, 2006, № 6, pp. 62-69.
3. Budanov B.A., Nosov A.D. Research's of behaviour of hydrogen in transformer steel at degasing out and its processing on "ladle-furnace". Issle-dovanie povedeniya vodoroda v transformatornoj stali pri vakuumirovanii i obrabotke ee na ustanovke «pech'-kovsh» [Foundry processes: Interregional col. of scien. pap. Ed. V.M. Kolokoltsev]. Magnitogorsk: Nosov Magnitogorsk State Technical University, 2006, № 6, pp. 43-51.
♦ ♦ ♦
УДК 659.162.221.2
Скобельцын М.А., Селиванов В.Н.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН ОТСОРТИРОВКИ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА ПО ДЕФЕКТАМ КИСЛОРОДНО-КОНВЕРТЕРНОГО ЦЕХА
Аннтотация. При разливке стали на машине непрерывного литья заготовок №6 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» отмечается значительное увеличение отсортировки проката, полученного из слябов «запускных» плавок и плавок, разлитых через новый промежуточный ковш. Проанализированы технологические факторы кислородно-конвертерного цеха, которые могут приводить к увеличению отсортировки проката: степень удаления неметаллических включений во время выплавки и доводки, содержание кислорода в готовом металле, футеровка промежуточного ковша, качество работы шлака в кристаллизаторе.
Основной причиной увеличенной отсортировки могут быть процессы, проистекающие в кристаллизаторе, при которых сталь начинает охлаждаться до температуры кристаллизации. В начале разливки шлак в кристаллизаторе не обладает достаточной ассимилирующей способностью, что приводит к попаданию неметаллических включений в металл при его охлаждении до температуры кристаллизации. По ходу разливки шлак улучшает свою работу, и отсортировка металла снижается.
Ключевые слова: отсортировка металла, положение плавки в серии, неметаллические включения, кислородно-конвертерный цех, анализ.
Анализом производственных данных установлено, что при разливке стали на машине непрерывного литья заготовок №6 (МНЛЗ-6) ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» имеет место значительное увеличение отсортировки на так называемых «запускных» плавках и плавках, разлитых с использованием промежуточного ковша с новой футеровкой. В дальнейшем будем называть такие плавки «запускными». Для подтверждения производственных данных было проанализировано 116 тыс. т листового проката из низколегированной стали класса прочности К60 и К65. Результаты показали увеличение отсортировки в 3-4 раза по дефекту «неметаллические включения» на «запускных» плавках.
В проведенном ранее исследовании было установлено, что единственным отличием в технологии выплавки, доводки и разливки «запускных» плавок и остальных плавок серии явилась более высокая температура отдачи металла в отделение непрерывной разливки стали и, как следствие, более высокий перегрев металла над температурой ликвидус по 3-м замерам в промежуточном ковше.
В кислородно-конвертерном цехе ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» раскисление ведется путем ввода в сталеразливочный ковш ферросплавов и алюминия в конвертерном отделении и на участке внепечной обработки. Данный способ раскисления имеет существенные недостатки. В частности, для получения стали с низким содержанием неметаллических включений необходимо наладить специальный режим перемешивания металла аргоном для ускорения всплывания образующихся продуктов раскисления и последующей ассимиляции их покровным шлаком. Организовать качественное перемешивание металла аргоном через донные пробки не всегда удается в силу ряда причин: из-за отдачи легирующих материалов на дно стелеразливочного ковша в конвертерном отделении, превышения нормативного ресурса работы донных пробок, отсутствия подключения сталеразливочного ковша к магистрали с аргоном, низкого давления аргона в магистрали (менее 10 атм.), из-за остатка металла и шлака по дну сталеразливоч-ного ковша и т.д. Все эти причины приводят к ухудшению работы донных пробок. Так. по статистике за первое полугодие 2014 года доля плавок, проведенных без замечаний попродувке, составила 94,3%, в
* Скобельцын М.А., Селиванов В.Н. Анализ влияния технологических параметров кислородно-конвертерного цеха на качество металлопродукции // Теория и технология металлургического производства. 2014. №1 (14). С. 36-38.
2013 году - 87,4%, в 2012 году - 84,6%. Эти данные показывают, что работа донных пробок оказывает влияние на удаление неметаллических включений. Впоследствии это может привести к отсортировке готового проката в листопрокатных цехах по дефектам сталеплавильного производства. Однако различий в технологии раскисления плавок различных в серии не отмечено, поэтому нельзя считать, что технология раскисления является основной причиной увеличения отсортировки металла на «запускных» плавках.
Другой возможной причиной увеличения отсортировки на «запускных» плавках по дефекту «неметаллические включения» может быть повышенный износ новой футеровки промежуточного ковша. В начале разливки металла через новый промежуточный ковш происходит интенсивное разрушение его футеровки, которое по ходу разливки уменьшается. На увеличение отсортировки на плавках, разлитых первыми в серии, и на плавках после замены промежуточного ковша может также оказывать влияние футеровка промежуточного ковша. В кислородно-конвертерном цехе применяются промежуточные ковши с шамотной футеровкой, а также ковши, футеровка которых изготовлена из магнезиальной торкрет-массы. Для того чтобы изучить степень влияния футеровки промежуточного ковша на отсортировку металла по дефектам сталеплавильного производства, во время разливки металла экспериментально использовали промежуточные ковши с футеровкой, выполненной из шамотного кирпича. В листопрокатном цехе №9 было переработано 3258 т металла класса прочности Х80, разлитого через промежуточные ковши, футерованные шамотным кирпичом, и 22233 т металла класса прочности Х80, разлитого через промежуточные ковши, покрытые торкрет-массой. Результаты переработки данного металла представлены в табл. 1.
Таблица 1
Отсортировка металла, разлитого через промежуточные ковши с различной футеровкой
Материал футе- Количество Отсортировка металла по дефекту
ровки промежу- переработан- «неметалличе- «несоответствие
точного ковша ного металла, ские включения» класса сплошности»
т т % т %
Шамотный 3258 73,65 2,26 53,03 1,63
кирпич
Торкрет-масса 22233 606,2 2,73 333 1,5
Как видно из табл. 1, отсортировка по дефектам «неметаллические включения» и «несоответствие класса сплошности» на металле, разлитом на проме-
жуточных ковшах с различной футеровкой, различается мало. Это означает, что футеровка промежуточного ковша не оказывает существенного влияния на увеличение отсортировки по дефектам сталеплавильного производства.
Что же касается степени влияния футеровки на качество металла с плавок, разлитых первыми в серии, и с плавок после замены промежуточного ковша, то с имеющимися данными по МНЛЗ-6 сделать какой-либо вывод не представляется возможным, так как металл на МНЛЗ-6 за редким исключением разливается с использованием промежуточных ковшей, покрытых торкрет-массой и имеющийся массив данных непредставителен для проведения такого анализа. Поэтому для проведения анализа были взяты плавки, разлитые первыми в серии, и плавки после замены промежуточного ковша, разлитые на машинах непрерывного литья заготовок №-1-4 (МНЛЗ-1, 2, 3, 4). В листопрокатных цехах было переработано 3999 т металла, разлитого через промежуточные ковши, футерованные шамотным кирпичом, и 1229,22 т металла, разлитого через промежуточные ковши, покрытые торкрет-массой. Результаты переработки данного металла представлены в табл. 2.
Таблица 2
Отсортировка металла, разлитого на первых плавках в серии и на плавках после замены промежуточного ковша с различной футеровкой промежуточного ковша
Как видно из табл. 2, отсортировка металла практически не зависит от того, какой тип футеровки применяется в промежуточном ковше.
Еще одной причиной увеличения отсортировки на «запускных» плавках по дефекту сталеплавильного производства «неметаллические включения» может быть более высокое содержание кислорода в металле из-за более высокой температуры отдачи металла в отделение непрерывной разливки стали по сравнению с остальными плавками, разлитыми в серии на МНЛЗ.
Так как единственным отличием в технологии выплавки, доводки и разливки различных плавок в серии явилась более высокая температура отдачи металла в отделение непрерывной разливки стали и, как следствие, более высокий перегрев металла над температурой ликвидус по 3-м замерам в промежуточном ковше, то можно предположить, что это связано с экзотермическими реакциями, которые протекают в сталеразли-вочном ковше при раскислении стали.
В кислородно-конвертерном цехе согласно действующей технологии не производят замер окислен-ности металла перед отдачей в отделение непрерыв-
ной разливки стали (ОНРС). Поэтому для сравнения окисленности металла перед отдачей в ОНРС были проанализированы плавки, выплавленные в электросталеплавильном цехе (ЭСПЦ). Распределение содержания кислорода перед отдачей в отделение непрерывной разливки стали в металле на «запускных» плавках и плавках, разлитых в серии, представлено на рис. 1.
Содержание кислорода в металле, %
Рис. 1. Содержание кислорода перед отдачей в ОНРС на плавках, разлитых первыми в серии и на новый промежуточный ковш (---), и остальных в серии (---)
Проанализировав данные рис.1, можно сделать вывод, что содержание кислорода перед отдачей в ОНРС в металле на плавках, разлитых первыми в серии, на плавках после замены промежуточного ковша и плавках, разлитых в серии, практически одинаково.
Так как разницы в содержании кислорода в металле перед отдачей в ОНРС на плавках различных в серии нет, то необходимо проанализировать содержание кислорода в готовом металле после разливки. Для проведения данного сравнения были отобраны 57 плавок класса прочности К60 и К65, в требованиях к заказу которых было прописано обязательное определение содержания кислорода в готовом металле после разливки на МНЛЗ-6. На всех 57-ми плавках отбирались макротемплеты от непрерывно-литых заготовок для оценки макроструктуры. От макротемплетов дополнительно отбирали пробы для определения содержания кислорода в готовом металле с использованием анализатора азота и кислорода ТС-436 фирмы LECO (США). В среднем содержание кислорода в готовом металле на запускных и плавках, разлитых через новый промежуточный ковш, составило 0,0015%, а на плавках, разлитых в серии, - 0,0013%. Распределение содержания кислорода в готовом металле на «запускных» плавках и плавках, разлитых в серии, представлено на рис. 2.
Рис. 2. Содержание кислорода на плавках, разлитых первыми в серии и через новый промежуточный ковш (---), и остальных плавок серии (---)
Материал футеровки промежуточного ковша Количество переработанного металла, т Отсортировка металла
т %
Шамотный кирпич 3999 180,4 4,52
Торкрет-масса 1229,22 60,9 4,95
Проанализировав данные рис.2, можно сделать вывод, что содержание кислорода в готовом металле на плавках, разлитых первыми в серии, на плавках после замены промежуточного ковша и остальных плавках, разлитых в серии, практически одинаково, существенные различия отсутствуют. Это можно объяснить тем, что отличий в химическом составе запускных плавок и плавок, разлитых первыми на промежуточный ковш, не наблюдается, так как технология раскисления плавок различных в серии не отличается.
Так как ни один из вышеперечисленных факторов не оказывает значительного влияния на увеличение отсортировки на «запускных» плавках по дефектам сталеплавильного производства, то остается предположить, что причиной отсортировки могут яв-
ляться процессы, проистекающие в кристаллизаторе, при которых сталь начинает охлаждаться до температуры кристаллизации. Это может происходить из-за недостаточной ассимилирующей способности шлака в кристаллизаторе, что может приводить к попаданию неметаллических включений в металл при охлаждении жидкого металла до температуры кристаллизации. В начале разливки шлак в кристаллизаторе не обладает достаточной ассимилирующей способностью и не способствует качественному удалению неметаллических частиц из металла. По мере хода разливки металла, шлак улучшает свою работу, и отсортировка металла снижается.
Сведения об авторах
Скобельцын Михаил Андреевич - инженер первой категории НТЦ ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». E-mail: [email protected]
Селиванов Валентин Николаевич - канд. техн. наук, доц., проф. каф. металлургии черных металлов ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». E-mail: [email protected]
INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH
ANALYZE OF BASIC OXYGEN FURNACE TECHNOLOGICAL PARAMETERS INFLUENCE ON STEEL QUALITY
Mikhail Andreyevich Skobeltsyn - an engineer (the first category) of research and technological center JSC «Magnitogorsk iron and steel works». E-mail: [email protected]
Valentin Nikolaevich Selivanov - Ph. D. (Eng.), Associate Professor, Nosov Magnitogorsk State Technical University. E-mail: [email protected]
Abstract. It was found that there is an increase of defective steel on first melts in series of casting and on melts with new tun-dish during casting on continues casting machine №6 of JSC «Magnitogorsk iron and steel works». During this research different technological parameters of oxygen-converter shop which could influence on increasing of defective production on first melts in series of casting and on melts with new tundish were analyzed. The work of slotplugs in steel ladle, effectiveness of argons work in mixing steel in ladle and quality ofpurifying steel from nonmetal impurities during melting and treatment of steel in ladle were also analyzed. The content of oxygen in steel before continues casting and content of oxygen in slabs was also analyzed (on first melts in series of casting and on melts with new tundish and also on other melts (not the first in series)). The influence of refractories of tun-dish on increasing of defective steel was also analyzed.
The analyze didn't show the technological parameters, which were the main reason of increasing of defective .steel on the first melts in series according to the other melts (not the first in series). We can just conjecture that increasing of defective production is linked with higher temperature of steel in the end of treatment of steel in ladle.
Keywords: defective production, position of melts in series, nonmetal impurities, oxygen-converter shop, analysis.
♦ ♦ ♦
