ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

В конвертерном цехе освоено производство стали 20 для кованой трубной заготовки (в соответствии с ТУ 14-1-2560-78) выплавка предусматривалась только в мартеновских и электропечах).

Поставка кованой трубной заготовки из стали 20 производится с контролем загрязненности металла неметаллическими включениями. В условиях конвертерной плавки без применения внепечных способов обработки стали выполнение этих требований сопряжено с определенными трудностями. Технология должна обеспечивать относительно низкую исходную концентрацию кислорода в металле перед сливом из конвертера, способствующую при его раскислении в ковше образованию легкоудалимых включений. Кроме того, необходимы условия для наиболее полного удаления этих включений в шлаковую фазу.

Исходя из этих требований, для снижения начального (перед вводом ферросплавов) содержания кислорода ограничили нижний предел массовой доли углерода перед сливом из конвертера - 0,08%. Для формирования преимущественно глиноземистых включений легко адсорбируемых шлаком, увеличили расход алюминия до 1,5 кг/т с отдачей его в первую очередь на дно ковша. Для наиболее полного удаления неметаллических включений предусмотренаобработка металла в ковше аргоном. Разливали сталь сифонным способом в слитки массой 6,2 т под зольно-графитовой смесью.

По данной технологии в конвертерном цехе было выплавлено более 70 плавок. При дальнейшем переделе металл деформировали на прессах на трубную заготовку диаметром 630 мм, которую контролировали по химическому составу, механическим свойствам, макроструктуре и загрязненности неметаллическими включениями. Качество заготовки полностью удовлетворяло требованиям технических условий во всем объеме контроля. Отбраковки или переиспытания металла не было зафиксировано ни по одному виду испытаний.

Особо следует отметить низкую загрязненность стали по неметаллическим включениям и минимальную массовую долю кислорода в ней (табл. 1), что стало возможным, в первую очередь, благодаря правильно выбранной технологии раскисления стали алюминием.

ЗАГРЯЗНЕННОСТЬ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ

(В БАЛЛАХ) И МАССОВЫЕ ДОЛИ КИСЛОРОДА И

АЛЮМИНИЯ (В %) В СТАЛИ 20

Таблица 1

Среднее фактическое усвоение металлом алюминия (при отсутствии "передува") было довольно стабильно и составило ~27%. Подавляющая часть образующегося при этом глинозема (до 97%) удаляется в шлак, обеспечивая высокую степень рафинирования металла от оксидных включений и кислорода.

При переделе на прессах технологическая пластичность металла в целом была удовлетворительной, однако около 30% слитков посленачальной деформации подвергали образивной зачистке с целью удаления поперечных трещин. Дефект возникал преимущественно на одной трети длины поковок от донной части слитка и в некоторых случаях приводил к забракованию металла. Для выяснения причин отбраковки ввели условную шкалу оценки поверхности поковок (от балла 1,0, характеризующего наилучшую поверхность, до браковочного балла 4,0). По этой системе оценили влияние на вероятность образования дефекта массовой доли углерода, серы; отношения марганца к сере; температуры стали перед разливкой, а также времени подрыва слитка после разливки. Как видно из таблицы 2, если не считать минимальной (1,16 для отношения ) и максимальной величины балла (1,94 для 0,23-0,24%c), все остальные значения колеблются в довольно узких пределах (1,4-1,7 балла), что свидетельствует об отсутствии решающего влияния рассматриваемых факторов на трещинообразование в слитках ст. 20.

КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ СТ.20 В ЗАВИСИМОСТИ ОТ

ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И НЕКОТОРЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ ВЫПЛАВКИ

Таблица 2

Углерод	Мас. доля, % Услов- ный балл	0,17-0,18 1,44	0,19-0,20 1,64	0,21-0,22 1,48	0,23-0,24 1,94
Сера	Мас. доля, % Услов- ный балл	0,008-0,012 1,64	0,013-0,015 1,55	0,016-0,020 1,61	0,021-0,025 1,45
Отноше- ние [mn] [s]	Интер-вал значе-ний Услов- ный балл	22-25 1,54	26-30 1,59	31-35 1,70	36-40 1,16	41-49 1,66	52-59 1,58
Темпе- ратура перед разлив- кой	0С Услов- ный балл	<1570 1,68	1570-1580 1,57	>1580 1,53
Время подрыва слитков после раз- ливки	Час Услов- ный балл	2,5 1,49	3,0 1,67

Расположение и характер дефектов косвенно указывали на возможное влияние на их образование скорости разливки стали. Для проверки этого предположения провели посифонную оценку качества поверхности заготовок, учитывая, что по ходу разливки происходит плавное снижение скорости наполнения изложниц за счет понижения уровня металла в ковше. Полученные результаты показали, что скорость разливки является одним из главных факторов, определяющих качество поверхности поковок ст.20 (см. рисунок). Этот вывод был подтвержден контрольной плавкой, первые три сифона которой наполняли с максимальной скоростью ( »3 мин...3 мин 20 сек) , остальные три - от 4 до 6 мин. Из 12 слитков, отлитых быстро, 5 заготовок имели рванины, в то время как из второй половины плавки, отлитой более медленно, зачистили только одну заготовку.

Распределение забракованных и зачищенных поковок в зависимости от

порядкового номера сифона по ходу разливки:

------------ - качество поверхности в условных баллах

- - - - - - - - поковки с зачисткой, %

-·---- - брак по поверхности слитков и поковок, %

cклонность к образованию горячих трещин, характерная для ст.20, проявляется на ранних этапах кристаллизации, сразу после образования наружной корочки. Чем выше скорость наполнения изложницы, тем тоньше корочка затвердевшего металла и тем больше вероятность образования трещин, особенно в нижней половине слитка, где выше ферростатическое давление и интенсивнее конвективные потоки металла. Поэтому при дальнейшем производстве ст.20 установили темп разливки в пределах 4-7 мин на сифон, что, практически, исключило образование горячих трещин при деформации металла.

Таким образом, проведенные исследования показали, что для выполнения требований ТУ 14-1-2560-78 при производстве трубной заготовки из ст.20 конвертерной выплавки необходимо:

- сливать металл из конвертера при массовой доле углерода не менее 0,08%;

- производить раздельную присадку раскислителей и легирующих: в первую

очередь - алюминий на дно ковша (1,5 кг/т), а затем под струю - остальные

ферросплавы;

- обработать металл в ковше аргоном;

- исключить случаи быстрого наполнения изложниц.