Мягкое обжатие непрерывнолитых слябов толщиной 300 мм в ККЦ ОАО «ММК» Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

В результате проведенного статистического анализа удалось установить, что количество удаляемого водорода на 88% определяется начальным содержанием водорода в металле, продолжительностью вакуумирования, расходом аргона во всасывающий патрубок. Полученное уравнение регрессии позволяет со статической погрешностью 0,32 ppm прогнозировать количество удаленного водорода и находить оптимальные параметры обработки по его исходному содержанию в металле.

УДК 621.746.5.047:669.14

В.В. Мошкунов, A.M. Столяров, A.C. Казаков

ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

МЯГКОЕ ОБЖАТИЕ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ СЛЯБОВ ТОЛЩИНОЙ 300 мм В ККЦ ОАО «ММК»

Для обеспечения прокатного стана «5000» высококачественной непрерывнолитой заготовкой разливка трубной стали в кислородно-конвертерном цехе ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» производится на одноручьевой криволинейной МНЛЗ с вертикальным участком производства фирмы «SMS Demag». Высокое качество слябов обеспечивается применением технологии мягкого обжатия отливаемых заготовок. Такая технология позволяет увеличить плотность осевой части сляба и уменьшить зональную химическую неоднородность металла. Мягкое обжатие осуществляется в нескольких сегментах, каждый из которых имеет протяженность около 2,5 м. По рекомендациям фирмы-изготовителя оборудования наиболее предпочтительным является обжатие сляба в двух смежных сегментах на заключительной стадии процесса затвердевания металла. При этом существенное значение имеет место приложения внешнего обжатия относительно длины лунки жидкого металла. Длина лунки жидкого металла рассчитывается автоматически динамической моделью вторичного охлаждения заготовки.

В работе представлены результаты воздействия обжатия заготовки в разных сегментах МНЛЗ на качество макроструктуры

© Мошкунов В.В., Столяров A.M., Казаков A.C., 2011

осевой части слябовых непрерывнолитых заготовок. Слябы толщиной 300 мм отливались из трубной стали марки К60 со скоростью вытягивания из кристаллизатора 0,8 м/мин. Обжатие заготовок осуществлялось по двум вариантам:

- в сегментах №12 и №13;

- в сегментах №13 и №14.

Качество макроструктуры отливаемого металла контролировалось при изучении поперечных осевых темплетов из слябовых заготовок. Степень развития дефектов оценивалась по ОСТ 14-4-73 с использованием четырехбалльных шкал. Всего был изучен 191 темплет.

Результаты оценки темплетов представлены в таблице.

Результаты оценки качества макроструктуры осевой части непрерывнолитых слябов толщиной 300 мм, отлитых с мягким обжатием в разных сегментах МНЛЗ

Относительная доля

темплетов со степенью

Номера сегментов МНЛЗ Величина Количество темплетов, шт. развития дефекта 1 балл и менее, %

обжатия, мм «Осевая рыхлость» «Осевая химическая неоднородность»

12 и 13 6,5 102 21,6 18,6

13 и 14 5,6 89 42,3 34,6

Из приведенных в таблице данных видно, что мягкое обжатие в сегментах №13 и №14 - на более поздней стадии затвердевания непрерывнолитой заготовки способствует получению более плотной осевой части сляба с меньшим развитием химической неоднородности.

Поэтому дальнейшие исследования проводились при осуществлении обжатия в сегментах №13 и №14. В этих исследованиях попытались проанализировать влияние на качество отливаемых заготовок относительной протяженности лунки жидкого металла, на которой необходимо начинать мягкое обжатие сляба. Данный параметр обратно пропорционален расчетному значению длины всей лунки жидкого металла, рассчитываемому автоматически. Слябы отливались с одинаковой скоростью вытягивания из кристаллизатора, равной 0,8 м/мин. Следовательно, на разбег значений длины лунки жидкого металла оказывали влияние тем-

пература разливаемого металла и его химический состав. Результаты исследований показаны на рис. 1 и 2.

со °80-

си

I 70

си

I-§ 60'

50

40

30

6 20

о

X

10

28,9

29,4

30,0

Рис. 1. Данные о влиянии протяженностилунки жидкого металла

в отливаемом слябе на степень развития дефекта «Осевая рыхлость» при обжатии заготовки в сегментах №13 и №14: I I - 1 балл; I I - 1,5 балла

Анализ этих рисунков показывает, что наилучшее качество макроструктуры металла, оцениваемое по степени развития дефектов «Осевая рыхлость» и «Осевая химическая неоднородность», имеют непрерывнолитые слябы с наибольшей расчетной величиной длины лунки жидкого металла, составляющей около 30 м. Это означает, что мягкое обжатие в сегменте №13 начиналось примерно на 90 % (отн.) от общей длины лунки жидкого металла в слябе и еще продолжалось после полного затвердевания непрерывнолитой заготовки.

Из трех рассмотренных ранее вариантов выявленная величина относительной длины лунки являлась наименьшей. Для более заметного снижения значения этого параметра предприняли попытку увеличения скорости вытягивания сляба из кристаллизатора до 0,85 м/мин. При этом относительная длина лунки для мо-

мента начала обжатия сляба при входе в секцию №13 снизилась до 87 % (отн.), так как протяженность всей лунки в среднем увеличилась до 30,9 м. Однако оказалось, что доля темплетов со степенью развития дефектов «Осевая рыхлость» и «Осевая химическая неоднородность» уменьшилась по сравнению с лучшим предыдущим вариантом и составила 60 и 40 % (отн.). Средние величины этих дефектов оценивались величиной 1,2 и 1,3 балла соответственно.

; 100 ! 90'

i

| 80'

i

; 70'

i

; 60'

28,9 29,4 30,0

Рис. 2. Данные о влиянии протяженности лунки жидкого металла в отливаемом слябе на степень развития дефекта «Осевая химическая неоднородность» при обжатии заготовки в сегментах №13 и №14: I I - 1 балл; I I - 1,5 балла

Осуществление мягкого обжатия слябов в сегментах №13 и №14 позволило также улучшить качество горячекатаного листа в ЛПЦ №9. Так, по результатам ультразвукового контроля при переработке 110607 т металла отсортировка листа снизилась на 20 % (отн.) по сравнению с металлом, при разливке которого мягкое обжатие осуществлялось в сегментах №12 и №13.

Таким образом, применение технологии мягкого обжатия не-прерывнолитого сляба толщиной 300 мм на криволинейной МНЛЗ с вертикальным участком в сегментах №13 и №14 при скорости вытягивания заготовки из кристаллизатора 0,8-0,85 м/мин позволило улучшить качество осевой зоны как непрерывнолитой заготовки, так и производимого из нее горячекатаного листа.

УДК 669.187.25

P.C. Тахаутдинов, В.А. Бигеев, Д.Р. Тухватулин, А.Н. Федянин

ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПОДОГРЕВА МЕТАЛЛОЛОМА В ДСП С ШАХТНЫМ ПОДОГРЕВАТЕЛЕМ ДЛЯ УСЛОВИЙ ЭСПЦ ОАО «ММК»

Особое значение в инновационном развитии электросталеплавильного производства играет снижение потребления электроэнергии, которая в общей себестоимости электростали составляет примерно 50-60%. Эта доля продолжает расти пропорционально росту цен на электроэнергию. Расход электрической энергии может быть снижен как путём использования альтернативной энергии (тепла от сжигания топлива, экзотермических реакций), так и тепла отходящих газов.

Процесс предварительного подогрева металлической шихты основан на использовании физического тепла отходящих газов, которые, проходя через холодную металлическую шихту, отдают часть своего тепла. Тепло отходящих газов в общем энергетическом балансе ДСП составляет, по разным оценкам, от 12 до 25% за весь период плавки [1-4]. Причем объем отходящих газов, их температура и соответственно количество уносимого тепла напрямую зависят от расхода жидкого чугуна на плавку.

Химический состав газов ДСП меняется по ходу плавки в широких пределах и во многом зависит от технологических режимов работы печи и от её конструктивных особенностей. Основными составляющими отходящих газов ДСП до процесса подогрева лома являются оксиды углерода СО и CO2, N2, O2 и H2O. Оксиды углерода образуются в результате окисления углерода шихтовых материалов в ДСП. Наиболее интенсивное образование оксида

© Тахаутдинов P.C., Бигеев В.А., Тухватулин Д.Р., Федянин А.Н., 2011