ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской и технологической разработки.

Стабильность технологии непрерывной разливки стали и качество заготовки во многом зависят от физико-химических и технологических свойств применяемых шлакообразующих смесей (ШОС).

В России каждое из ведущих предприятий отрасли имеет своё отделение изготовления ШОС, абсолютное большинство ШОС изготавливают способом механического перемешивания, а для повышения их однородности практикуется двойной помол исходных шихтовых ингредиентов. Однако такая технология не гарантирует отсутствия расслоения при хранении и транспортировке смесей, поэтому на всех предприятиях ограничивают срок их хранения и использования по указанной причине. В то же время увеличение тонины помола таких смесей ухудшает их технологические свойства - смесь комкуется и неудовлетворительно растекается по поверхности жидкой стали в кристаллизаторе, нарушается равномерность распределения ШОС по зеркалу металла и ухудшается его теплоизоляция. В результате качество слитка снижается. Кроме того, не исключается расслоение ШОС по ингредиентам.

Гранулированные смеси лишены указанных недостатков.

Технологический процесс производства гранулированной смеси в зависимости от потребности может быть дискретным и непрерывным, производительность непрерывного процесса достигает 2 т/ч смеси и более.

Отделение изготовления гранулированных шлакообразующих смесей на Магнитогорском металлургическом комбинате производит около 10 тыс. тонн смесей в год и полностью обеспечивает разливку более 8 млн. тонн стали.

Гранулированную ШОС засыпают в металлические коробки вместимостью 0,65 т; заполнение коробок контролируется электронными весами. Из каждой коробки отбирают пробу смеси. В одной партии может быть до 30 коробок смеси (4-5 коробок готовой смеси от одной мельницы мокрого помола).

Пробу смеси от каждой коробки анализируют на содержание С,f, nа ₂О ₃, К ₂О, Мgo, Аl₂Оз, СаО,sio₂,fe_общи влаги. Влажность готовой смеси определяют по стандартной методике - сушку пробы производят в течение 2 часов при температуреt=105-110° С. Кроме того, определяют гранулометрический состав смеси, в том числе содержание пылевидной фракции, количество которой ограничено технологической инструкцией.

Пример анализа одной партии проб гранулированной смеси представлен в таблице 1.

Таблица 1

Химический и гранулометрический состав смеси

В таблице 2 приведены предельные значения результатов анализа проб смесей в каждой из нескольких (четырёх) партий.

Таблица 2

Предельные значения содержания элементов и фракционного состава в смеси

(в скобках указана разница между верхним и нижним значениями)

Как видно из данных таблицы 1, распределение химических элементов в смесях внутри одной партии является достаточно равномерным. Разница между верхним и нижним пределами содержания элементов ШОС (табл. 2) составляет по углероду 0,55-0,65 %, по фтору 0,5-0,7 %, по оксидам алюминия 0,1-0,2 %, по оксидам кремния и кальция соответственно 0,6-0,8 % и 0,4-0,6 %. Разница между верхним и нижним пределами содержания nа ₂О, К ₂О, Мgoиfe_общеще меньше [0,2; 0,1; 0,1 и 0,01 % (абс.)], поэтому число анализов по последним сокращено до 2-3 в одной партии.

Среднее содержание влаги в готовой смеси составило 0,15 %, а пылевидной фракции - менее 5 % (фракция более 1 мм в смеси отсутствует).

Необходимо отметить высокую гибкость технологии получения гранулированной ШОС, которая позволяет достаточно точно получать любой заданный химический состав ШОС из разных исходных материалов.

Постоянство химического состава изготовляемых гранулированных смесей гарантирует постоянство их физических свойств - вязкости и температуры плавления (1150-1170° С). Гранулированные смеси вышеприведенных химических составов обладают весьма высокой ёмкостью по отношению к всплывающим из металла оксидам алюминия без существенного ухудшения физических свойств шлака.

В целях расширения возможности использования разных исходных шихтовых материалов разработано несколько шлакообразующих смесей разных компонентных составов. Для непрерывной разливки сталей всего марочного сортамента (низкоуглеродистые, низколегированные, легированные, электротехнические, высокоуглеродистые с содержанием углерода до 0,70 % и другие) в кристаллизаторы шириной 750-2520 мм практически используют одну универсальную смесь марки ГШОС-8. Для разливки трансформаторной стали изготавливают смесь ГШОС-9, в которой несколько повышено содержание фтора и щелочей по сравнению со средним их содержанием в смеси ГШОС-8.

Отсортировка слитков по трещинам и шлаковым включениям составляет весьма малую величину (0,01 и 0,02 %), а брак в слитках по причине ШОС по этим показателям практически отсутствует.

Испытания новых ГШОС проводят на МНЛЗ, оборудованных системой технологического контроля эксплуатации кристаллизатора. Использование данной системы при разливке электротехнических сталей (например, динамной) позволило оценить влияние поступления из стали в шлак кристаллизатора оксидов алюминия (до 20 % по масс.) при использовании обычной шлакообразующей смеси. Было отмечено, что значительно ухудшаются физические свойства шлака в кристаллизаторе и возрастают сигналы, характеризующие трение между стенками кристаллизатора и корочкой слитка. Использование в опытном порядке новой малоуглеродистой смеси с пониженными вязкостью и температурой плавления привело к снижению этих сигналов до нормального уровня. Кроме того, при разливке низкоуглеродистых и электротехнических сталей (релейной, динамной и трансформаторной) произошло снижение прироста содержания углерода в слитках на 0,004-0,012 %.