Совершенствование технологии раскисления стали
Разработана и испытана в промышленном масштабе новая технология раскисления стали, которая характеризуется изменением порядка ввода раскислителей и использованием новых кремний-содержащих ферросплавов....
Saved in:
| Published in: | Металл и литье Украины |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Authors: | , , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2009
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31535 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Совершенствование технологии раскисления стали / Б.П. Крикунов, Н.М. Переворочаев, В.И. Цуканов, А.И. Дрейко, В.Р. Барановский, М.В. Рыжов, А.А. Астахов, А.Ю. Карибов // Металл и литье Украины. — 2009. — № 1-2. — С. 26-28. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-31535 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Крикунов, Б.П. Переворочаев, Н.М. Цуканов, В.И. Дрейко, А.И. Барановский, В.Р. Рыжов, М.В. Астахов, А.А. Карибов, А.Ю. 2012-03-09T23:44:14Z 2012-03-09T23:44:14Z 2009 Совершенствование технологии раскисления стали / Б.П. Крикунов, Н.М. Переворочаев, В.И. Цуканов, А.И. Дрейко, В.Р. Барановский, М.В. Рыжов, А.А. Астахов, А.Ю. Карибов // Металл и литье Украины. — 2009. — № 1-2. — С. 26-28. — рос. 0497-2627 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31535 669.183 Разработана и испытана в промышленном масштабе новая технология раскисления стали, которая характеризуется изменением порядка ввода раскислителей и использованием новых кремний-содержащих ферросплавов. ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Металл и литье Украины Совершенствование технологии раскисления стали Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Совершенствование технологии раскисления стали |
| spellingShingle |
Совершенствование технологии раскисления стали Крикунов, Б.П. Переворочаев, Н.М. Цуканов, В.И. Дрейко, А.И. Барановский, В.Р. Рыжов, М.В. Астахов, А.А. Карибов, А.Ю. |
| title_short |
Совершенствование технологии раскисления стали |
| title_full |
Совершенствование технологии раскисления стали |
| title_fullStr |
Совершенствование технологии раскисления стали |
| title_full_unstemmed |
Совершенствование технологии раскисления стали |
| title_sort |
совершенствование технологии раскисления стали |
| author |
Крикунов, Б.П. Переворочаев, Н.М. Цуканов, В.И. Дрейко, А.И. Барановский, В.Р. Рыжов, М.В. Астахов, А.А. Карибов, А.Ю. |
| author_facet |
Крикунов, Б.П. Переворочаев, Н.М. Цуканов, В.И. Дрейко, А.И. Барановский, В.Р. Рыжов, М.В. Астахов, А.А. Карибов, А.Ю. |
| publishDate |
2009 |
| language |
Russian |
| container_title |
Металл и литье Украины |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| format |
Article |
| description |
Разработана и испытана в промышленном масштабе новая технология раскисления стали, которая характеризуется изменением порядка ввода раскислителей и использованием новых кремний-содержащих ферросплавов.
|
| issn |
0497-2627 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/31535 |
| citation_txt |
Совершенствование технологии раскисления стали / Б.П. Крикунов, Н.М. Переворочаев, В.И. Цуканов, А.И. Дрейко, В.Р. Барановский, М.В. Рыжов, А.А. Астахов, А.Ю. Карибов // Металл и литье Украины. — 2009. — № 1-2. — С. 26-28. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT krikunovbp soveršenstvovanietehnologiiraskisleniâstali AT perevoročaevnm soveršenstvovanietehnologiiraskisleniâstali AT cukanovvi soveršenstvovanietehnologiiraskisleniâstali AT dreikoai soveršenstvovanietehnologiiraskisleniâstali AT baranovskiivr soveršenstvovanietehnologiiraskisleniâstali AT ryžovmv soveršenstvovanietehnologiiraskisleniâstali AT astahovaa soveršenstvovanietehnologiiraskisleniâstali AT karibovaû soveršenstvovanietehnologiiraskisleniâstali |
| first_indexed |
2025-11-25T08:36:11Z |
| last_indexed |
2025-11-25T08:36:11Z |
| _version_ |
1850511024595140608 |
| fulltext |
2� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009
УДК 669.183
Б. П. Крикунов, Н. М. Переворочаев, В. И. Цуканов, А. И. Дрейко, В. Р. Барановский, М. В. Рыжов, А. А. Астахов,
А. Ю. Карибов (Филиал «Металлургический комплекс» ЗАО «Донецксталь» - МЗ»)
Совершенствование технологии
раскисления стали
Разработана и испытана в промышленном масштабе новая
технология раскисления стали, которая характеризуется изменением
порядка ввода раскислителей и использованием новых кремний -
содержащих ферросплавов
С
уществующая технология рас-
кисления углеродистых и низ-
колегированных марок стали
предусматривает раскисление
металла в ковше на выпуске из
мартеновской печи кусковым алю-
минием и кремний-содержащими ферросплавами.
Окончательное раскисление кремнием на УПК произво-
дят дробленым 65 % - ным FeSi и SiMn.
Периодический анализ расходования кремния на
производство мартеновской стали с обработкой на УПК
показывает, что существует тенденция сверхнормативного
расхода кремнийсодержащих ферросплавов (в основном
дробленого 65 % ферросилиция).
В результате предварительного анализа данных
плавок текущего производства было установлено,
что сверхнормативный расход кремнийсодержащих
ферросплавов наблюдался, главным образом, при
обработке стали на установке «печь-ковш» (УПК). Одной
из основных причин перерасхода является нестабильное
усвоение кремния на УПК, что, в основном, связано с
использованием относительно легковесных ферроспла-
вов – 65 % ферросилиция, в том числе и присадками его
малыми порциями (50-70 кг).
Для повышения степени и стабильности усвоения
Si предложено пересмотреть установленную технологию
корректировки химического состава полупродукта
кремнием в ходе внепечной обработки стали:
− при выпуске стали из мартеновской печи не
использовать вторичный алюминий в чушках для
раскисления полупродукта;
− в начале обработки на УПК производить присадку
алюмофлюса и вводить алюминиевую катанку;
− корректировку массовой доли кремния в металле
производить вместо 65 % FeSi, имеющого более высокую
удельную массу - 45 % FeSi.
Опытную технологию выплавки и внепечной
обработки отрабатывали на углеродистых марках стали,
не легированных кремнием (массовая доля кремния до
0,45 %).
В работе предусматривали:
− проведение промышленных испытаний новых
вариантов раскисления металла (с использованием
дробленого 45 % ферросилиция и измененным порядком
ввода различных раскислителей);
− исследование уровня окисленности металла
в период доводки на УПК и разливки на УНРС при
различных вариантах раскисления;
− проведение сопоставительного анализа свойств
листового проката из опытного и сравнительного
металла;
− выполнение оценочного расчета экономической
эффективности разработанной технологии.
выводились из эксплуатации по износу шлакового
пояса. Состояние монолитной футеровки стен и днища
оценивалось как удовлетворительное.
В настоящее время намечено проведение испытаний
в качестве шлакообразующей присадки доломита марки
ДОМ-1.
Выводы
1. Эффект зависит от условий эксплуатации футе-
ровки – чем выше термохимическая составляющая изно-
са, тем очевиднее эффект.
2. Эффект зависит от количества добавляемых
присадок. Лучшие результаты при прочих равных
условиях были достигнуты при насыщении шлака
окислами магния до 8 - 10 %. Однако, в этой части работа
не закончена, требуется опробование больших порций
шлакообразующих добавок.
3. На опытных ковшах отмечалась меньшая
раскрываемость швов кладки, что возможно связано с
образованием тонкого слоя гарнисажа на поверхности
периклазоуглеродистой футеровки. Данный слой
образовывался в процессе разливки по мере снижения
уровня шлака и препятствовал процессам окисления
углеродистой составляющей изделий в межплавочные
периоды. Это может являться причиной улучшения
ситуации с раскрытием швов кладки и вносит свою долю
в общий эффект повышения стойкости.
Таким образом, результаты проведенных на
ЗАО «Донецкий электрометаллургический завод» ис-
пытаний показали возможность повышения стойкости
шлаковых поясов сталеразливочных ковшей путем до-
бавки магнезиальных шлакообразующих смесей
и нейтрализации химической агрессивности шла-
ков внепечной обработки по отношению к пери-
клазоуглеродистой футеровке шлаковых поясов. Прове-
денную работу нельзя назвать законченной, т. к. требуется
продолжать испытания в плане подбора как оптималь-
ных качественных характеристик, так и количественных
величин шлакообразующих магнезиальных добавок.
2�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009
Особенностью и новизной экспериментальной
части работы является отказ от использования кускового
вторичного алюминия при выпуске из мартеновской
печи.
Полупродукт углеродистых марок стали раскисляли
кремнием в ковше на выпуске путем ввода в металл
65 % ферросилиция по расчету на 0,30 % без учета
угара. Совместно с ферросплавами в ковш на выпуске
присаживали 800±50 кг ТШС, состоящей из 600 кг извести
и 200 кг алюмофлюса.
Для улучшения условий усвоения кремния и других
компонентов из ферросплавов на УПК предложено в
начале обработки присаживать алюминиевую катанку
и алюмофлюс. С момента начала дугового нагрева в
течение первых (1-3) минут в зону распада электродов
производили присадку 50-100 кг алюмофлюса. Через
3-5 мин. после начала обработки в металл вводили
алюминиевую катанку.
Для установления эффективности использования
алюминиевой катанки в начале обработки плавок ее рас-
ход на одной из групп плавок составлял 100 м на плавку,
на другой – 130 м.
При определении расхода алюминиевой катанки
исходили из условий получения в металле содержания
алюминия (0,006-0,008 %).
В период обработки на УПК и разливки
металла на УНРС отбирали пробы для определения
содержания кислорода. Для отбора проб использовали
специально заказанные на заводе «Запорожавтоматика»
пробоотборники с удлиненной хвостовой частью,
применяемую для изготовления проб на газы.
Для сопоставительного анализа свойств листового
проката из опытного и сравнительного металлов
использовали данные испытаний механических свойств
(предел текучести, предел прочности, относительное
удлинение) проката стали марок Ст3сп, А36/А36М,
S235JR текущего производства на стане 2300.
Исследована технология раскисления металла с
применением 45 % ферросилиция, имеющего более
высокую массовую плотность, чем 65 % ферросилиция.
Причем 45 % FeSi рекомендовано присаживать одной
порцией. Существенным отличием новой технологии
являлось использование алюминиевой катанки в начале
обработки на УПК.
Для чистоты сравнительного анализа выбраны дан-
ные по плавкам только одной марки стали S235JR.
Получены результаты 386 плавок по первому
варианту (расход алюминиевой катанки 100 м на плавку)
в сравнении с плавками, проведенными перед опытной
кампанией (апрель – май 2007 г.).
Анализ результатов показывает:
− удельный расход чистого кремния на УПК на
0,03 кг/т меньше на опытных плавках по сравнению со
сравнительными;
− степень усвоения кремния в среднем на 8,5 %
выше на плавках с использованием 45 % FeSi, чем с 65 %
FeSi.
Важно отметить, что удельный расход общего
алюминия на плавку (чушковый + катанка) значительно
ниже на опытных плавках: 0,21 против 0,3 кг/т. При этом
и расход алюмофлюса на опытных плавках в среднем
на 12,8 кг на плавку ниже. Вместе с тем, содержание
алюминия как в первой пробе металла на УПК, так и
перед присадкой ферросилиция выше, чем при обычной
технологии. Это является косвенным свидетельством
более низкой окисленности металла на опытных плавках.
Получены результаты технологических показателей
плавок по второму варианту с расходом алюминиевой
катанки 130 м на плавку, которые свидетельствуют о
том, что степень усвоения кремния на опытных плавках
(также как и в первом варианте) выше и в среднем состав-
ляет 8,3 %. Однако, удельный расход чистого кремния
на УПК на опытных и сравнительных плавках одинаков
(0,98 кг/т) и выше, чем в первом варианте. Расход
суммарного алюминия незначительно ниже на опытных
плавках, в среднем на 0,06 кг/т.
Таким образом, сопоставительный анализ новых
вариантов раскисления металла на УПК показал, что
для практического использования первый вариант с
использованием 100 м на плавку алюминиевой катанки
является более предпочтительным.
Уровень содержания кислорода в металле в период
доводки на УПК в значительной степени определяет
усвоение элементов раскислителей. Для определения
уровня содержания кислорода и изучения его динамики
в ходе технологического процесса отбирали специальные
пробы из мартеновской печи перед выпуском, на УПК– в
начале обработки, после присадки FeSi (SiMn), после
ввода силикокальция, а также из промежуточного ковша
УНРС в начале и конце разливки. Результаты определения
содержания кислорода на опытных и сравнительных
плавках приведены в таблице.
Анализ данных таблицы по-
казывает:
− общий уровень кислорода на
УПК и УНРС на опытных и срав-
нительных плавках колеблется в
довольно широких пределах (10-
80 ppm), но не выходит за рамки
требований к спокойной стали
обычного качества;
− содержание кислорода в метал-
ле на УПК на плавках с использова-
нием 45 % FeSi и раскислением
алюминием в начале доводки ко-
леблется в значительно меньших
пределах, что свидетельствует о
более стабильной окисленности.
Таблица
Содержание кислорода в металле опытных и сравнительных
плавок
Марка
стали,
вид плавок
Содержание кислорода, ppm
мартеновская
печь
УПК УНРС
на
ча
ло
об
ра
бо
тк
и
се
ре
ди
на
об
ра
бо
тк
и
ко
не
ц
об
ра
бо
тк
и
на
ча
ло
ра
зл
ив
ки
ко
не
ц
ра
зл
ив
ки
Опытные S235,
3сп
222-356
277
39-70*
51
36-56
46
26-38
31
35-44
41
37-48
43
Сравнительные
3сп, А36, S235
236-27
253
42-84
66
37-82
50
10-79
51
34-66
50
38-80
57
*Пробы взяты после ввода алюминиевой катанки.
2� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009
Содержание кислорода, к примеру, в конце обработки
на опытных плавках находится в пределах 26-38 ppm и в
среднем составляет 31 ppm, тогда как на сравнительных
- в пределах 34-66 и 50 ppm в среднем;
− использование алюминия по новой технологии
в начале доводки обеспечивает более низкое начальное
среднее содержание кислорода при обработке металла на
УПК по сравнению с обычной технологией (51 и 66 ppm
соответственно) и в определенной степени определяет
более высокое усвоение кремния;
− высокую степень усвоения кремния на опытных
плавках (в среднем на 8,5 %) обеспечивает также боль-
шая удельная масса 45 % FeSi по сравнению с 65 % FeSi;
− более низкое содержание кислорода в металле
отмечается и в период разливки на УНРС.
Для установления влияния новой технологии на
уровень свойств листового проката из углеродистых
марок стали выполнили сопоставительный анализ
данных о пределе текучести, временном сопротивлении
и относительном удлинении плавок с использованием
65% FeSi и плавок с 45 % FeSi в комплексе с измененным
порядком ввода алюминия. Из полученных результатов
были сделаны следующие выводы:
− средний уровень свойств металла на опытных и
сравнительных плавках находится примерно на одном
уровне для всех анализируемых марки стали;
− на стали марки А36/А36М наблюдается
устойчивая тенденция к более высоким показателям по
всем характеристикам;
− разработанная новая технология раскисления
стали на УПК обеспечивает получение заданных свойств
листового проката из углеродистых марок стали.
На основе полученных результатов в опытном
периоде скорректирована нормативная база расхода
кремнийсодежащих ферросплавов и алюминия, что
позволило, в конечном итоге, оценить ожидаемую
экономическую эффективность разработанной технологии
раскисления.
Результаты расчета затрат на ферросплавы при
выплавке стали по опытной и сравнительной техноло-
гиям позволили получить ожидаемый экономический
эффект от внедрения опытной технологии в размере
1,1 грн/т.
Выводы
1. Разработана новая технология раскисления
металла, которая предусматривает изменение по-
рядка ввода раскислителей и использование нового
кремнийсодержащего ферросплава:
− при выпуске стали из мартеновской печи
не используется вторичный алюминий в чушках для
раскисления полупродукта;
− в начале обработки на УПК производится
присадка алюмофлюса и вводится алюминиевая катанка;
− корректировка массовой доли кремния в металле
производится вместо 65 %-ного 45 %-ным ферроси-
лицием, имеющим более высокую удельную массу.
2. Проведены широкие опытно-промышленные ис-
пытания новой технологии раскисления. Анализ резуль-
татов показал, что лучшим вариантом по технологичес-
ким показателям является раскисление металла в начале
доводки на УПК алюминиевой катанкой в количестве
100 м на плавку и использование 45 % FeSi.
Установлено:
− удельный расход чистого кремния на УПК на
опытных плавках меньше на 0,03 кг/т;
− степень усвоения кремния в среднем на 8,5 %
выше на плавках с использованием 45 % FeSi;
− удельный расход алюминия (чушковый + катан-
ка) на опытных плавках ниже на 0,09 кг/т (0,21 против
0,3 кг/т). При этом содержание алюминия в металле, как
в 1-й пробе на УПК, так и перед присадкой FeSi выше,
чем при обычной технологии, что является косвенным
свидетельством более низкой окисленности металла на
опытных плавках.
3. Исследован уровень окисленности металла
в период доводки на УПК и разливки на УНРС при
различных вариантах раскисления.
Показано:
− содержание кислорода в металле на УПК на
плавках с использованием 45 % FeSi и раскислением
алюминием в начале доводки изменяется в значительно
меньших пределах, что свидетельствует о более стабильной
окисленности металла;
− средний абсолютный уровень содержания
кислорода по ходу доводки на УПК и разливки на УНРС
на опытных плавках изменяется в пределах 31-51 ppm,
что на 4-20 ppm ниже, чем на сравнительных. Содержание
кислорода в металле в конце обработки на опытных
плавках находится в пределах 34-66 и 50 ppm в среднем.
4. Разработанная новая технология раскисления
стали на УПК обеспечивает получение заданных свойств
листового проката из углеродистых марок стали. Уровень
механических свойств (GT, GB, δ) проката из стали марок
Ст3сп, А36/А36М, S235JR на опытных и сравнительных
плавках примерно одинаков с тенденцией к более высо-
ким показателям по всем характеристикам.
5. Ожидаемый экономический эффект при внед-
рении разработанной технологии составит 1,1 грн/т.
|