ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения КТР

В конвертерном цехеметалл на агрегат доводки стали (АДС) может поступать с температурой как выше, так и ниже требуемой по технологической инструкции. Металл с более высокой температурой можно охладить путем продувки аргоном или используя сляб-охладитель. Поступление на АДС металла с пониженной температурой служило причиной недолива на МНЛЗ, а иногда и полного возврата плавок в конвертер. Кроме того, попытки разливать такой металл существенно увеличивают вероятность прорывов корки слитка, что, в свою очередь, отрица­тельно сказывается на стойкости и производительности агрегатов и, в конечном итоге, - на экономических показателях работы цеха.

Для решения этих проблем в конвертерном цехе на одном из агре­гатов доводки стали смонтировали и ввели в эксплуатацию установку химического нагрева на~50°С. Стойкость фурмыдля подачи кислорода при использовании нержавеющей жаростойкой трубы (футеро­ванной и без футеровки) составляла 4-6 плавок, а при использовании трубы из углеродистой стали (футерованной и без футеровки) - всего 2 или 3 плавки.

В результате реакции окисления алюминия кислородом , вдуваемым через фурму, выделяется 309,8кДж теплоты на 1 кг алюминия.Таккак удельная теплоемкость расплавленной стали равна 87,9кДж(кгЧk), то ее температура теоретически должна повышаться на35 ⁰Сна 1 кг/т алюминия, причем он должен реагировать с 0,62м ³ кислорода.

Предусмотрена следующая последовательность технологических операций. После усреднительной продувки аргоном на АДС в соответствии с дейс­твующей технологией отбирается проба и измеряется температура металла. По результатам измерения принимается решение о необходимости прове­дения химического нагрева. При расчете необходимого количества алюминия и кислорода полагали, что при введении 0,04кг/т алюминия и последующей продувке кислородом (расход 0,03м ³/т) температура стали повышается на 1 ⁰С. Алюминий более целесообразно применять в виде прутка. После прекращения подачи кислорода для усреднения химического состава и температуры металл продувают аргоном в течение не менее 3 мин, а затем отбирают пробу и измеряют температуру. По результатам измере­ния снова принимают решение о необходимости дополнительного нагрева стали. По получении требуемой величины подогрева металла дальнейшую обработку проводят в соответствии с технологической инструкцией.

Степень подогрева определяется не только расходом алюминия и кислорода, но и химическим составом металла. Условно малоуглеро­дистую сталь разделили на две группы: с низким содержанием крем­ния (типа 08Ю) и сталь типа СтЗсп.

Была определена зависимость степени подогрева металла(dt, ⁰С) от содержания в нем углерода, расхода кислородаq02и алюминия РА1 (коэффициент корреляцииr=0,68):

dt=-3,2+29,8С+0,05q02 + 0,036pa1.

На практике принят расход алюминия для двух групп сталей (расход кислорода для них одинаков) в зависимости от степени химического нагрева из расчета на 370т жидкого металла, приведенный в таблице.

Расход алюминия для химического нагрева

dt, 0c	5	10	20	30
Расход алюминия, кг, для сталей: типа 08Ю типа Ст3сп Расход кислорода, м 3	70 40 55	140 80 110	280 160 220	420 240 330

Исследование макроструктуры слитка и загрязненности стали неметаллическими включениями показало, что применение химического нагрева не приводит к ухудшению основных характеристик макрострук­туры сляба. Однако наблюдается некоторое увеличение степени развития точечной неоднородности (см. рисунок). Хотя средние значения баллов точечной неоднородности, характеризующих ее, мало различаются для разных технологий обработки сталей перед разливкой, эта тенденция вынуждает в определенных случаях ограничить использование химичес­кого подогрева металла. В настоящее время его применение не допускается при выплавке сталей с высокой ударной вязкостью, качественной поверхностью проката, а также сталей, предназначенных для весьма глубокой вытяжки, так как в некоторых случаях возрастает содержание в стали оксидов алюминия. Например, в стали 08Ю их содержание составляет 0,0012-0,0049% (в среднем 0,0029%), а при обычной обработке металла перед разливкой - 0,0020…0,0032% (в среднем 0,0026%). Текущие испытания готового проката не выявили от­рицательного влияния химического нагрева на его механические и тех­нологические свойства.

К настоящему времени по рассмотренной технологии отработано более 1000 плавок, что позволило существенно сократить количество недоливаемого металла и избежать возвратов плавок в конвертер. Исключение отрицательного влияния новой технологии подготовки металла к разливке может быть достигнуто путем совершенствования при­меняемого оборудования и непосредственно самой технологии химичес­кого нагрева металла.

Степень развития точечной неоднородности в слябах стали типов 08Ю и Ст3сп:

а - плавки, подвергнутые химическому подогреву;б - сравнительные плавки (без подогрева)