ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Одним из компонентов технологии производства стали высокого качества является обработка её вне печи (в ковше). Методы внепечной обработки включают в себя множество способов рафинирования металла (например, шлаками, продувкой инертными газами, вакуумированием). В этот список входят и приёмы модифицирования в ковше. Метод введения модификаторов, запечатанных в проволоку или ленту, наиболее распространён и достаточно высоко зарекомендовал себя при обработке стали самого различного сортамента. Но модифицирование металла путём подачи проволоки в ковш связано с разного рода недостатками: велики (до 50 %) потери легкоокисляющихся элементов (кальция, алюминия, титана и др.) из-за окисления их покровным шлаком, атмосферным воздухом, футеровкой ковша; необходимы значительные затраты на приобретение трайб-аппарата, расходуемый материал (проволоку), обслуживание сложного оборудования.

Метод введения легкоокисляющихся элементов на струю стали в ходе разливки обладает рядом преимуществ. В технологическом плане: существенно повышается эффективность воздействия присадок в виду того, что обработка ведётся непосредственно перед затвердеванием металла. Результат обработки - не только глубокое "химическое" воздействие, выражающееся, например, в получении более благоприятной глобулярной формы включений, но и физическое воздействие, связанное с изменением условий затвердевания слитка (особенно в случае, если в составе модификатора имеются редкоземельные элементы, а также вследствие инокулирующего действия вводимых в жидкий расплав твёрдых металлических частиц модификатора). При организации работы по методу "Модинар" используются недорогие механические аппараты-дозаторы. Устройство для подачи модификаторов просто в изготовлении и эксплуатации, размером, в зависимости от ёмкости бункера, 400…500х400…600х1200…1500 мм, навешивается на ковш или устанавливается на сталевозную тележку. Подающая труба, закреплённая на аппарате, подводится к месту выхода струи металла из ковша и, таким образом, производится дозированная подача материала на струю жидкого расплава. Сам процесс присадки добавок не вызывает технологических затруднений. Для обслуживания процесса модифицирования не требуется подвод коммуникаций и сама операция не вызывает затруднений у обслуживающего персонала. Для обработки металла могут быть использованы дробь, гранулы, мелкодробленые материалы или "чипсы" - пластины размером 5…20х5…20 мм, толщиной 2-3 мм, полученные на установке методом закалки жидкого расплава. "Чипсы" не содержат пылевидных фракций, при введении на струю жидкой стали пироэффект минимальный. При расходе модифицирующего сплава 1 кг/т обрабатываемой стали затраты составляют 40-60 руб.

С помощью разработанной технологии возникает возможность решения самых разнообразных проблем, связанных как с улучшением качества металла, так и с повышением технико-экономических показателей всего производства стали.

Результаты применения метода "Модинар" при обработке стали широкого сортамента электропечной или мартеновской выплавки:

-Сталь 20. При прокатке модифицированного металла было достигнуто снижение расходного коэффициента на 15-20 кг\т.

-Сталь 20ФА. За счёт полного устранения загрязнённости металла строчечными алюминатными неметаллическими включениями повысилась изотропность металла по механическим характеристикам. При испытании модифицированного металла на 15-20 % увеличилась ударная вязкость при отрицательных температурах. По результатам исследований института транспортировки нефти, модифицированный металл выдерживает испытание на сульфидное коррозионное растрескивание под напряжением, и при испытании на стойкость к водородному растрескиванию трещины не образуются. Следовательно, срок эксплуатации труб, обработанных по методу "Модинар", может быть существенно увеличен.

-Сталь 20Н2М, 25ХГР, 20 ЮЧ. Устранен брак по "языкам" - скоплениям окисных неметаллических включений.

-Сталь 09Г2С. При испытаниях металла, обработанного модификатором, обнаружилось повышение в 1,8-2,1 раза ударной вязкости при испытании поперечных образцов с разной конфигурацией надрезов. При прокатке труб достигалось снижение расходного коэффициента при прокатке на 200-300 кг\т.

-Сталь 60С2. Модифицирование на разливке слитков массой 10,7 т позволило снизить на 40-50 % химическую неоднородность стали по сильно ликвирующим элементам (углероду, сере и фосфору).

-Сталь для металлокорда. Более высокие результаты при испытании на выносливость канатов трёх типов, выполненных из модифицированного металла, были получены при использовании для обработки материалом системы Са-Ва-Si. Увеличение этой важной для канатной стали характеристики составило 26-76 % по сравнению с металлом не прошедшим обработку.

-Быстрорежущая сталь Р6М5, Ди22. Улучшение макроструктуры, увеличение выхода, годного при ковке, на 5-6 %.

-Коррозионностойкая сталь. При получении стали 08-12Х18Н10Т разработана технология легирования титаном на разливке. УсвоениеTiсоставило 82-87 % и отличалось высокой стабильностью. По равномерности распределенияTiв слитках опытный металл не отличался от серийного. Испытания на жаростойкость были успешно выдержаны в институте авиационных материалов. С целью исследования возможности увеличения выхода годного металла при прокатке была проведена работа по модифицированию стали этих марок в ходе разливки на слитки 6,2 т. Отмечено уменьшение глубины усадочной раковины, вследствие чего расходный коэффициент при прокатке снизился на 15-30 кг\т. В ходе сифонной разливки модификатором обрабатывали листовые (13,2 т) слитки стали 08Х18Т1. При прокатке опытного металла, по сравнению с обычным, было получено улучшение ряда показателей: уменьшение времени зачистки слябов, в среднем, на 2,5 мин, уменьшение их обрези на 1,1 %, а при холодной прокатке - увеличение высшей группы качества поверхности листов на 13,4 % (отн.).

-Стали повышенной обрабатываемости. Использование предлагаемого метода особенно актуально при производстве сталей этого класса, особенно при получении свинец-, висмут-, селенсодержащих сталей. Во-первых, достигается более высокое усвоение легковозгоняющихся при температуре жидкой стали элементов, а, во-вторых, в плане соблюдения экологических требований при введении токсичных соединений.

Модифицирование металла - радикальный метод для улучшения качества металла, который может использоваться в дополнение к внепечной обработке жидкого расплава в ковше или в виде самостоятельной технологии применяемой в ходе разливки стали. Кумулятивное действие химического и физического факторов позволяет добиваться стабильных результатов по усвоению легкоокисляющихся добавок и по конечным показателям характеризующим качество металла. Особенно высока эффективность модифицирования на сталях, где скопления неметаллических включений сульфидного и оксидного происхождения (после деформации слитков располагающихся в виде строчек) определяют эксплуатационные и потребительские свойства металлопродукции. При этом, например, на трубной стали отмечается повышение коррозионной стойкости, на стали для металлокорда - выносливости при знакопеременных нагрузках, на высоколегированных сплавах - снижение трещиночувствительности. При получении колёсной или рельсовой стали можно ожидать более высокого эффекта, по сравнению с другими методами внепечной обработки и модифицирования металла, связанного с повышением эксплуатационной стойкости по дефектам контактно-усталостного происхождения. Обработка металла по методу "Модинар", в связи с полной глобуляризацией неметаллических включений, изменением условий затвердевания расплава, позволяет достигать высоких степеней изотропности металла, как по "химии", так и по "механике". Учитывая, что модифицирование металла проводится непосредственно перед затвердеванием металла, воспроизводимость его весьма высока. Метод "Модинар" - это универсальный и недорогой метод, позволяющий получать воспроизводимые результаты при обработке стали широкого сортамента, связанные как с улучшением качества металла, так и с повышением технико-экономических показателей всего производства.