ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Трубная заготовка из стали марки 37Г2С предназначена для изготовления труб нефтяного сортамента. К качеству этого металла предъявляются достаточно жесткие требования по чистоте поверхности заготовок, макроструктуре и загрязненности неметаллическими включениями. На комбинате сталь 37Г2С выплавляли в электросталеплавильном и мартеновском цехах. В связи с реконструкцией сталеплавильного производства выплавку стали этой марки перевели в кислородно-конвертерный цех (ККЦ).

На первом этапе освоения в ККЦ (1 кампания выплавки - 12 плавок) за основу технологии приняли существующую схему производства конвертерной стали. Металл выплавляли в 140-тонных конвертерах. Плавки шихтовали с большим разбросом как по массе твердой части завалки (36-48 т), так и по температуре и химическому составу жидкого чугуна. Для нагрева металла до требуемой температуры практически на всех плавках после повалки конвертера проводили дополнительную додувку.

Во время слива плавки раскислители (силикомарганец, ферросилиций и алюминий) отдавали в ковш практически одновременно. Продолжительность продувки аргоном в ковше и температура металла перед разливкой колебались, соответственно, в пределах 2-5 мин и 1540-1575 ⁰С. Разливку проводили сифоном на слитки массой 6,2 т. Выдержка составов в разливочном пролете после разливки была минимальной (~15^/). При деформации металла на блюминге выкатывали блюмы (250х250 мм), которые подвергали зачистке, а затем на стане "780" получали из них трубную заготовку диам. 100 мм). Контроль качества стали 37Г2С, который состоял в проверке химического состава, макроструктуры и загрязненности неметаллическими включениями, показал, что конвертерный металл 1 кампании отличается от мартеновского и электропечного низкой (0,006-0,013%) массовой долей алюминия и более высокой (>0,020%) массовой долей серы (табл.1). Изучение макроструктуры выявило на 83% плавок дефекты в виде ликвационного квадрата, центральной пористости и точечной неоднородности браковочного балла (табл. 2). По загрязненности неметаллическими включениями лишь 50% плавок удовлетворяло требованиям ТУ. Основными видами включений, по которым отбраковывался металл, были пластичные силикаты и сульфиды браковочного 5-го балла (табл.3).

Анализ полученных результатов первого этапа позволил сделать следующие выводы. Колебания в широких пределах химического состава используемого чугуна и доли твердой составляющей металлошихты нарушают стабильность шихтовки, являющейся основой технологии конвертерной плавки. Именно этим объясняются и передувы плавок, приводящие к чрезмерному обезуглероживанию и переокисленности стали.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛАВОК СТАЛИ 37Г2С В ЗАВИСИМОСТИ ОТ

МАССОВОЙ ДОЛИ УГЛЕРОДА НА ПОВАЛКЕ, СЕРЫ И

АЛЮМИНИЯ В ГОТОВОМ МЕТАЛЛЕ

Таблица 1

Отсутствие четкого разделения по присадке ферросплавов во времени способствует неконтролируемому угару алюминия и формирует трудноудаляемые силикатные включения. Недостаточная выдержка составов у разливочных площадок нарушает нормальные условия кристаллизации слитка, что отрицательно отражается на качестве макроструктуры металла.

На втором этапе освоения (2 кампания выплавки - 184 плавки) была проведена существенная корректировка технологии производства стали 37Г2С. Для устранения случаев переокисленности металла ввели ограничения по массовой доле углерода в полупродукте на повалке (не менее 0,08%). Повысили расход алюминия на раскисление до 1,5 кг/т и упорядочили присадки ферросплавов: весь алюминий отдавали до начала слива на дно ковша, а затем на струю - ферромарганец, силикомарганец и ферросилиций. Для лучшего усвоения алюминия и создания определенной паузы до присадки остальных легирующих установили продолжительность слива не менее 4 мин. Перед выпуском металла и после него принимали меры по отсечке конвертерного шлака. С целью максимально возможной десульфурации в ковш присаживали твердую шлакообразующую смесь (80% извести и 20% плавикового шпата) в количестве 10 кг/т. Достаточно длительная (не менее 5 мин) обработка жидкой стали в ковше аргоном обеспечивала хорошее перемешивание металла и способствовала более полному удалению неметаллических включений. При разливке стали для защиты струи от вторичного окисления применили экзотермические кольца. Металл разливали только в слитки массой 6,2 т с использованием смеси на основе вермикулита и доменного шлака и люнкерита для утепления прибыли (расход того и другого металла - по 2,0-2,5 кг/т). Время выдержки составов у разливочной площадки продлили до 45 мин.

СРАВНЕНИЕ КАЧЕСТВА МАКРОСТРУКТУРЫ СТ.37Г2С ПЕРВОЙ

(ЧИСЛИТЕЛЬ) И ВТОРОЙ (ЗНАМЕНАТЕЛЬ) КАМПАНИИ

ВЫПЛАВКИ В ЗАГОТОВКЕ КР.90-120 мм

Таблица 2

*) допустимый балл по ТУ 14-1-343-95 по всем видам дефектов - 2,0.

СРАВНЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИМИ

ВКЛЮЧЕНИЯМИ СТ.37Г2С ПЕРВОЙ (ЧИСЛИТЕЛЬ) И ВТОРОЙ

(ЗНАМЕНАТЕЛЬ) КАМПАНИИ ВЫПЛАВКИ ^*)

Таблица 3

*) Оценка в заготовке кр.90-120 мм.

В результате внедрения данных мероприятий сократилось количество "передутых" плавок (с массовой долей углерода на повалкеЈ0,08%), снизилось содержание серы, повысилась концентрация остаточного алюминия в готовой стали (табл.1), что позволило устранить переокисленность и достичь максимально возможной десульфурации металла. Это подтвердила металлографическая оценка загрязненности стали неметаллическими включениями. По сравнению с 1 кампанией были полностью исключены сульфидные включения пятого (браковочного) балла, а загрязненность силикатами пятого балла снизилась с 50 до 3%. Количество плавок, на которых силикатных включений вообще не обнаружено, возросло с нуля до 76% (табл. 3). Увеличение времени выдержки составов после разливки существенно уменьшило отбраковку по дефекту макроструктуры "ликвационный квадрат". Количество проб с браковочным баллом (3,0) снизилось с 10 до 2% (табл.2).

Таким образом, проведенная на втором этапе корректировка технологии позволила из металла кислородно-конвертерной выплавки получать трубную заготовку, полностью отвечающую требованиям технических условий.