ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской и технологической разработки.

Несмотря на 35-летний опыт эксплуатации на Магнитогорском металлургическом комбинате двухванных печей, в них до настоящего времени не выплавляли стали, содержащей более 0,30% углерода. Это объясняется рядом причин. После окончания продувки, чтобы сохранить жидкоподвижность шлака, вынуждены подавать кислород через фурмы, устанавливая их над ванной. Это приводит к дополнительному окислению шлака и металла, а также к неизбежному вскипанию ванны с неуправляемой потерей углерода. Предварительное раскисленне ванны нецелесообразно и даже вредно, так как при вынужденной подаче кислорода на её поверхность будут окисляться элементы - раскислители, что вызовет загрязнение металла оксидами. Увеличить содержание углерода в стали более чем на 0,08%, используя твёрдые материалы, не удаётся и опасно из-за возможных выбросов металла и шлака из ковша.

В связи с большой загруженностью мартеновских печей возникла необходимость в разработке технологии выплавки высокоуглеродистой стали в двухванных печах. В существующих условиях цеха это оказалось возможным только при условии доливки жидкого чугуна в раскисленный металл.

Для этого на месте выведенной из работы двухванной печи смонтировали установку доводки металла (УДМ) и установили желоб специальной конструкции для заливки передельного чугуна. Жидкий чугун из миксерного отделения подавали в печной пролёт в чугуновозных ковшах, из которых его заливали в ковш, находящийся в разливочном пролёте цеха. Из двухванной печи выпускали полупродукт, выплавленный согласно технологической инструкции, за исключением массы металлошихты, которая уменьшалась на величину заливаемого чугуна на установке доводки металла. Во время выпуска плавки в ковш присаживали кремний- и марганецсодержащие ферросплавы из расчёта получения в готовой стали 0,17-0,37%siи 0,40-0,65% Мnи науглероживали её коксиком до 0,15-0,20%С. Температуру(t) металла перед выпуском поддерживали в интервале 1630-1660°cв зависимости от массы чугуна, заливаемого в ковш. После схода шлака и его удаления из ковша полупродукт передавали на УДМ, проводили усреднительную продувку инертным газом в течение3мин, отбирали пробу металла и измеряли его температуру. Получив химический состав пробы стали, чугун сливали из расчёта введения одной тонной 0,0133% С. После введения чугуна металл подвергали усреднительной продувке в течение3-6мин, повторно измеряя температуру и отбирая пробу стали. Если содержание углерода, полученное в последней пробе, соответствовало заказной марке стали, то металл передавали для разливки. Если нет, то операцию науглероживания повторяли. По указанной технологии в двухванных печах получено около 200 ковшей высокоуглеродистой стали с доливкой жидкого чугуна. Основу сортамента, опробованного при выплавке стали в двухванных печах, составили стали соответствующие ГОСТ 1050, ГОСТ 14959 и ТУ 14-1-5317 (табл. 1).

Сортамент стали с повышенным содержанием углерода, выплавленной в двухванных печах с доливкой жидкого чугуна

Таблица 1

Выплавка высокоуглеродистого металла в двухванных печах приводит к увеличению удельного расхода жидкого чугуна на 20-50 кг/т. Так, при обычной технологии и содержании углерода до 0,25% он составляет 768 кг/т, а при опытной технологии - 785, 797 и 819 кг/т в случае содержания углерода соответственно 0,35; 0,50 и 0,75%.

Вместе с тем подкат из стали, выплавленной в двухванной печи, оказался менее поражённым поперечными трещинами. На круглых заготовках доля металла с трещинами составила 25,5%, на катанке - 4,7%, тогда как в случае мартеновской стали - 38,4 и 8,6% соответственно, а доля металла с пленой - соответственно 33,5 и 7,6% и 23,3 и 5,9%. Общая степень поражённости поверхностными дефектами мартеновской стали была 61,6 и 14,5% (круги и катанка), а стали, выплавленной в двухванной печи, - соответственно 59,0 и 12,3%. Это связано с тем, что температура металла, подвергнутого внепечной обработке, перед разливкой была близка к оптимальной для данных условий разливки.

Обработка стали на УДМ позволяет получать более однородный химический состав стали по объёму ковша (табл. 2), что улучшает свойства готового проката. Исследование чистоты металла по неметаллическим включениям показало, что их доля в мартеновской стали и выплавленной в двухванных печах с обработкой на УДМ различается незначительно (табл. 3).

Распределение углерода, кремния и марганца по объёму сталеразливочного ковша

Таблица 2

Содержание неметаллических включений

Таблица 3

Внедрение технологии производства высокоуглеродистой стали в двухванных печах с внепечной обработкой позволило ускорить выполнение заказов на этот вид проката и освободить мартеновские печи для выполнения других заказов.