Исследование влияния технологических факторов при выплавке стали 13ХФА в условиях ТОО "KSP Steel" на стойкость к водородному растрескиванию

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет

им. С. Торайгырова

Магистерская диссертация на соискание

академической степени магистр техники и технологии

по специальности 6М070900 - Металлургия

Исследование влияния технологических факторов при выплавке стали 13ХФА в условиях ТОО "KSP Steel" на стойкость к водородному растрескиванию

Базылова ДАНИЭЛЛА Кайруллиновна

Павлодар

Содержание

Нормативные ссылки

Определения, обозначения и сокращения

Введение

1. Современное состояние производства стали в ПФ ТОО "KSP Steel"

1.1 Стали, выплавляемые для производства бесшовных труб в ТОО "KSP Steel"

1.2 Анализ рынка бесшовных труб из низколегированных сталей в Казахстане и макрорегионе

1.3 Влияние неметаллических включений на эксплуатационные показатели труб

1.4 Выводы и постановка задачи исследования

2. Совершенствование технологии выплавки стали 13ХФА для повышения стойкости стали к водородному растрескиванию

2.1 Материалы и методики исследования

2.2 Действующая технология выплавки и разливки стали

2.3 Исследование технологии выплавки стали марки 13ХФА в условиях ПФ ТОО "KSP Steel" для повышения стойкости к водородному растрескиванию

2.4 Выводы по разделу

3. Совершенствование технологии выплавки стали марки 13ХФА в условиях ПФ ТОО "KSP Steel" для повышения стойкости к водородному растрескиванию

3.1 Разработка технологии выплавки и разливки стали по предлагаемому способу для повышения стойкости к водородному растрескиванию

3.2 Выводы по разделу

4. Экономическое обоснование технологии

4.1 Себестоимость стали по предлагаемой технологии

4.2 Сравнительный анализ с действующей технологией

4.3 Выводы по разделу

Заключение

Список использованных источников

Нормативные ссылки

В настоящей диссертации использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 10243 - Сталь. Метод испытаний и оценки макроструктуры

СТО 007-2015 - Метод контроля макроструктуры непрерывнолитой заготовки для производства сортового проката и труб

СТО - 007 - 2009 - Метод контроля макроструктуры непрерывнолитой заготовки для производства сортового проката

ГОСТ 10157?79 ? Аргон газообразный и жидкий. Технические условия

ГОСТ 11255 - 75 - Мелочь коксовая. Технические условия

ГОСТ 29220 - 91 ? Концентраты плавиковошпатовые металлургические. Технические условия

ГОСТ 4756 - 91 - Ферросиликомарганец. Технические условия

ГОСТ 1415 - 93 ? Ферросилиций. Технические требования и условия поставки

ГОСТ 4762 - 71 - Силикокальций. Технические условия

ГОСТ 4755 - 91 - Ферромарганей. Технические условия

ГОСТ 295 - 98 ? Алюминий для раскисления, производства ферросплавов и алюминотермии. Технические условия

ГОСТ 13843 - 78 ? Катанка алюминиевая. Технические условия

ТИ Т.25000.00099 - Производство горячекатанных бесшовных труб

NACE TM 0284 - 2011 - Оценка сталей для сосудов и трубопроводов под давлением на сопротивление растрескиванию в водородной среде

ТИ С.25000.00041 «Шихтовка трубных марок стали»

ТИ С.25000.00039 «Выплавка трубных марок стали в ДСП-60»

ТИ С.25000.00008 «Внепечная обработка стали»

ТИ С.25000.00045 «Разливка трубных марок стали».

ВТИ С.25000.00007 «Обработка стали на установке вакуумирования».

Определения, обозначения и сокаращения

ГП ИИИР-2 - Государственная программа индустриально-инновационного развития Республики Казахстан на 2015 - 2019 годы

ЭСПЦ - электросталеплавильный цех

МНЛЗ - Машина непрерывного литья заготовок

НЛЗ - Непрерывнолитая заготовка

АSТМ American Society for Testing and Materials - Американское общество по испытаниям и материалам

DIN Deutsches Institut fur Normung - Немецкий институт стандартов;

ISO International Standard Organization - Международная организация по стандартизации

ЦЗЛ - Центральная заводская лаборатория

ЦПШ - Цех подготовки шихты

ШОС - Шлакообразующая смесь

ЦП - Центральная пористость

ОХН - Осевая химическая неоднородность

ЛПТ - Ликвационные полоски и трещины

КТЗ - Краевое точечное загрязнение

ТПП - Трубопрокатное производство

ВР - водородное растрескивание

ОС - Оксиды строчечные

ОТ - Оксиды точечные

СХ - Силикаты хрупкие

СП - Силикаты пластичные

СН - Силикаты недеформирующиеся

С - Сульфиды

НС - Нитриды и карбонитриды строчечные

НТ - Нитриды и карбонитриды точечные

НА - Нитриды алюминия

Введение

Оценка современного состояния решаемой научной задачи. Одним из основных приоритетов реализации задач поставленных в Послании Главы государства Нурсултана Назарбаева народу Казахстана 17 января 2014 года «Казахстанский путь - 2050: единая цель, единые интересы, единое будущее» является переход традиционных отраслей промышленности Казахстана на выпуск продукции высоких переделов и развитие инжиниринговых услуг как базы для наукоемкой экономики [1].

Одним из ведущих предприятий черной металлургии Казахстана является ТОО "KSP Steel", единственный производитель стальных бесшовных труб для нефтегазовой и других отраслей промышленности.

В рамках ГП ИИР-2 стоит задача развития производства труб на данном предприятии до 270 тысяч тонн.

В последние десятилетие нефтегазовая отрасль остро нуждается в стальных бесшовных трубах стойких к корррозионному разрушению, что связано с развитием добычи нефти содержащей большое количество сероводорода и других агресивных примесей.

В Казахстане акутальность данной проблемы ярко проявилась при организации добычи нефти на месторождении Кашаган.

Основные и исходные данные для разработки темы. Характеристика макро- и микроструктуры стальных бесшовных труб, непрерывнолитых заготовок и базовая технология их производства на Павлодарских металлургических заводах.

Обоснование необходимости проведения данной научно-исследовательской работы. Тематика проекта соответствует приоритетному проекту черной металлургии Павлодарской области на период с 2015 по 2019 годы в рамках ГП ИИР-2: развитие трубопрокатного производства с увеличением мощностей до 270 тысяч тонн труб в год [1].

Научный уровень разработок. Результаты исследований имеют существенное значение для повышения стойкости трубной стали марки 13ХФА к водородному растрескиванию.

Метрологическая обеспеченность работы. При выполнении диссертационной работы использовались действующие стандартные методы исследования макро- и микроструктурного исследования, оценки стали на стойкость к водородному растрескиванию (ГОСТ 10243-75, ГОСТ 5639-82, ГОСТ 5640 - 68, NACE TM 0284 - 2011) и оценки технологических свойств (ГОСТ 8817-73), современное лабораторное оборудование ЦЗЛ ПФ ТОО "KSP Steel" и лабораторий кафедры металлургии ПГУ имени С.Торайгырова.

Актуальность темы диссертации. Развитая в Казахстане и макрорегионе нефтегазовая отрасль экономики обеспечивает стабильный спрос на стальные бесшовные трубы. В Казахстане единственным производителем стальных бесшовных труб является ТОО "KSP Steel". В последние десятилетие нефтегазовая отрасль остро нуждается в стальных бесшовных трубах стойких к корррозионному разрушению, что связано с развитием добычи нефти содержащей большое количество сероводорода и других агресивных примесей, что показывает актуальность данной работы.

Научная новизна работы

- разработан комплекс технологических мероприятий по выплавке, внепечной обработке и разливке стали марки 13ХФА, обеспечивающих высокий уровень показателей по стойкости к водородному растрескиванию (CLR и CTR = 0%);

- рекомендуемыми параметрами при выплавке стали в ДСП являются: понижение содержания кислорода в стали перед выпуском из ДСП до 1300 ppm и увеличение количества подаваемой извести и плавикового шпата на выпуске металла из ДСП, что снижает содержание неметаллических включений в стали;

- рекомендуемыми параметрами при внепечной обработке являются: снижение длительности нахождения металла в ковше до 160 минут (от выпуска стали из ДСП до подачи на МНЛЗ) и обеспечение содержания кальция в стали перед подачей на МНЛЗ не менее 0,0020 %, что снижает содержание включений оксидов магния и необходимое модифицирование остальных включений;

- равномерное охлаждение непрерывнолитой заготовки и уменьшение температурной неоднородности поверхности заготовки до 40?С, что обеспечивает благоприятную структуру металла.

Практическая ценность работы. Предлагаемые мероприятия по совершенствованию технологии выплавки с целью повышения стойкости по водородному растрескиванию апробированы в условиях ЭСПЦ ПФ ТОО "KSP Steel".

Связь с планами основных научных работ. Диссертационная работа выполнялась в рамках инициативного проекта по теме «Развитие производства металлоизделий с высокой добавленной стоимостью в Павлодарском регионе из продукции и техногенных отходов местных предприятий» (научные руководители: к.т.н., профессор Сержанов Р.И., к.т.н. Быков П. О.).

Цель исследования:

- совершенствование технологии выплавки стали марки 13ХФА в условиях ПФ ТОО "KSP Steel" для повышения стойкости бесшовных труб к водородному растрескиванию.

Задачи исследования:

- литературный обзор по вопросу коррозионной стойкости стали;

- определение технологических факторов производства стали в условиях ПФ ТОО "KSP Steel", влияющих на снижение стойкости стали 13ХФА к водородному растрескиванию;

- разработка рекомендаций по совершенствованию технологии выплавки стали 13ХФА, обеспечивающих повышение стойкости стали к водородному растрескиванию.

Положения выносимые на защиту

- результаты исследований по определению технологических факторов производства стали в условиях ПФ ТОО "KSP Steel", влияющих на возможное снижение коррозионной стойкости стали 13ХФА.

Апробация работы

Результаты работы доложены на Международной научной конференции молодых ученых, студентов и школьников «XVI Сатпаевские чтения» (Павлодар 2016 г.).

1. Современное состояние производства стали в ПФ ТОО "KSP Steel"

1.1 Стали, выплавляемые для производства бесшовных труб в ТОО "KSP Steel"

ПФ ТОО «KSP steel» выпускает заготовки круглого сечения по ТУ СТО - 002 - 2007.

Технические условия распространяются:

- на заготовку непрерывнолитую круглого сечения из углеродистых, низколегированных и легированных сталей, предназначенную для производства бесшовных труб.

Химический состав основных марок стали, выплавляемых в ПФ ТОО «KSP steel» приведен в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Химический состав основных марок стали, выплавляемых в ПФ ТОО «KSP steel», %

Марка Стали	C	Mn	Si	Cr Не более	Ni не более	Cu не более	P не более	S не более
Ст 3 сп	0,14 - 0,22	0,4 - 0,65	0,15 - 0,30	0,3	0,3	0,3	0,025	0,02
Ст 5 сп	0,28-0,37	0,5 - 0,8	0,15 - 0,3	0,3	0,3	0,3	0,025	0,02
35ГС	0,35	0,8 - 1,2	0,6 - 0,9	0,3	0,3	0,3	0,04	0,045
65Г	0,62 - 0,7	0,9 - 1,2	0,17 - 0,37	0,25	0,25	0,2	0,025	0,025
70Г	0,67 - 0,75	0,9 - 1,2	0,17 - 0,37	0,25	0,25	0,2	0,025	0,025
Трубные марки стали
20	0,2	0,35 - 0,65	0,17 - 0,37	0,25	0,25	0,25	0,035	0,04
10Г2А	0,07-0,15	1,20-1,60	0,17-0,37	0,25	0,25	0,20	0,025	0,025
18Г2	0,14-0,20	1,20-1,60	0,25-0,55	0,30	0,30	0,30	0,035	0,040
13ХФА	0,13-0,16	0,45-0,51	0,17-023	0,56	0,20	0,20	0,013	0,010

Выплавка стали осуществляется согласно следующих технологических инструкций:

- ТИ С.25000.00005-Выплавка стали в ДСП - 60;

- ТИ С.250000.00008 - Внепечная обработка стали;

- ТИ С. 25000.00007 - Обработка стали на вакуумном дегазаторе.

Выплавка стали осуществляется в дуговых сталеплавильных печах емкостью 60 тонн одношлаковым процессом с доводкой стали в агрегате ковш-печь и в ковшевом вакууматоре (по необходимости), что обеспечивает высокие технико-экономические показатели [2 - 6].

1.2 Анализ рынка бесшовных труб из низколегированных сталей в Казахстане и макрорегионе

Цена на сталь, главным образом, определяется соотношением спроса и предложения на рынке. За последнее десятилетие мировые цены на сталь выросли примерно в 2,5 раза с 250 долл./т до 650 долл./т. Это объясняется, в первую очередь, значительным ростом экономики Китая, а также других азиатских стран.

Пик цен пришелся на 2008 год, когда цены на сталь в отдельные периоды доходили до 1000 долл./т и более. В 2009 году, ввиду мирового экономического кризиса, цены на сталь сократились примерно вдвое до примерно 500 долл./т, однако затем к 2011 году стоимость металла подскочила до 750 долл./т. В 2012 году цены на сталь стали снижаться и к началу 2013 года оказались ниже отметки 300 долл./т.

По данным сайта http://www.cmmarket.ru/ Минэкономразвития России в 2013 году прогнозировал мировое производство стали в 2015 году на уровне 1786,5 миллионов тонн (увеличение на 20 % по сравнению с 2011 годом), а потребление стали на уровне 1727,5 миллиона тонн (увеличение на 21 %).

Развитие мировой черной металлургии в кратко- и среднесрочной перспективе по-прежнему будет определяться динамикой спроса со стороны промышленности и строительства.

По данным мировой организации производителей стали Worldsteel, рост глобального потребления готовой стальной продукции после некоторого замедления в 2012 году, затем снова ускорится до 4,5-6,6% в 2013-2015 годах. При этом темпы роста спроса в Китае ожидаются даже несколько ниже среднемировых, что отражает тенденцию замедления динамики промышленности КНР и охлаждение рынка жилья и жилищного строительства. В то же время, согласно прогнозу Worldsteel, темпы роста потребление стали в странах СНГ будут несколько выше среднемировых.

Значительное падение мировых цен на полуфабрикаты, зафиксированное в 2012 году, несет в себе угрозу распространения этой тенденции и на другую продукцию низких и средних переделов, на которой специализируется российская черная металлургия. Это уже привело к снижению рентабельности и объемов российских экспортных поставок стальной продукции.
По оценкам Минэкономразвития в соответствии с базовым вариантом прогноза, цена на сталь в 2013 году сократится до 380 долл./т в среднем по году, а в дальнейшем на фоне ускорения роста потребления увеличится до 420 долл./т в 2015 году.

Рисунок 1.1 - Динамика цен на сталь в разные годы

1.3 Влияние неметаллических включений на эксплуатационные показатели труб

В сталях встречаются эндогенные и экзогенные неметаллические включения. Эндогенные - это кислородные, сульфидные и нитридные включения, являющиеся продуктами реакции жидкой стали (в том числе раскислителей, десульфураторов) с растворенными в металле кислородом, серой, азотом. Они, как правило, мелкие (< 20 мкм), однако на их долю приходится не менее 40% общего содержания включений. Эндогенные кислородные включения классифицируют как первичные, вторичные, третичные и четвертичные. Они образуются соответственно при раскислении, охлаждении раскисленного металла до температуры ликвидуса, между температурами ликвидуса и солидуса и после затвердевания.

Экзогенные включения являются продуктами взаимодействия жидкой стали с огнеупорами и шлаками на всем пути от сталеплавильной печи до кристаллизатора. Включения, образующиеся: при вторичном окислении стали, относят к эндогенным или экзогенным.

Загрязненность непрерывнолитых заготовок экзогенными включениями зависит от химического состава разливаемой стали, ее агрессивности по отношению к огнеупорам и качества последних, конструкции промежуточных ковшей, способов подвода и защиты металла, составов печных и защитных шлаков. По склонности к вторичному окислению и образованию кислородных включений высокоактивные элементы располагаются в порядке убывания их свободной энергии: Al, Ti, Si, Cr, Mn, Fe.

Анализ литературы [7-18] показывает, что в последние годы существенно возросли требования к качеству продукции выпускаемой из массовых высококачественных марок стали. Непрерывно растут требования к уровню и стабильности служебных свойств стали. Произошел кратный рост требований к показателям коррозионной стойкости, хладостойкости, эксплуатационной надежности и других служебных свойств при условии хорошей свариваемости.

Можно отметить, еще одну важную тенденцию, что если раньше, при разработке стали, требования предъявлялись преимущественно к уровню одного из свойств, то в настоящее время и, особенно, в будущем, требуется повышение до предельно высокого уровня целого комплекса свойств, как правило, трудно сочетаемых, например, прочности, пластичности и штампуемости, прочности и коррозионной стойкости [7].

Вышеназванные тенденции привели к необходимости использования принципиально новых подходов по достижению необходимого структурного состояния, высоких показателей технологических, механических, физико-химических характеристик металла. Ключевая роль среди них отводится разработке и использованию методов управления типом, количеством, размером и морфологией неметаллических включений, форм присутствия примесей, выделений неметаллических избыточных фаз или упрочняющих структурных составляющих, которые должны обеспечить [7]:

- резкое снижение содержания традиционных неметаллических включений;

- исключение возможности формирования неметаллических включений, оказывающих отрицательное влияние на технологические, служебные свойства стали, в том числе на ее коррозионную стойкость и отсортировку по различным типам дефектов;

- получение неметаллических выделений, обеспечивающих повышение уровня и стабильности механических и других служебных свойств стали;

- обеспечение необходимого содержания и форм присутствия вредных цветных и неконтролируемых примесей.

Важно отметить, что образование тех или иных неметаллических включений во многом определяется принятой технологической схемой производства, видом шихтовых материалов и типом производимой металлопродукции. Например, образование коррозионно-активных неметаллических включений (КАНВ) связано с технологией внепечной обработки, а именно условиями протекания процессов раскисления и модифицирования.

Механизм образования КАНВ описан в работе [7 - 10]. При вводе больших порций алюминия в переокисленную сталь на выпуске в различных зонах расплава возникают все возможные сочетания концентраций алюминия и кислорода, приводящие к образованию не только включений корунда, но и большого количества включений герценита FeО·Al₂О₃ обладающих высокой адгезией к расплаву и крайне трудноудаляемых при последующей внепечной обработке. При одновременном вводе в переокисленный металл на выпуске алюминия и кремния образуется не только избыточное количество включений герценита, но и большое количество трудноудаляемых включений муллита 2A1₂О₃·SiО₂ (рисунок 1.2) [7 - 10].

Рисунок 1.2 - Включения герценита и муллита в металле после раскисления Al на выпуске

Несмотря на то, что включения герценита и муллита при определенных оптимальных параметрах модифицирующей обработки кальцийсодержащими материалами на заключительном этапе внепечной обработки трансформируются с образованием жидких при температурах сталеплавильных процессов включений алюминатов кальция СаО·А1₂О₃ и 3СаО·А1₂О₃, которые должны легко удаляться из стали в шлак, требуемая степень чистоты металла по коррозионно-активным включениям типа алюминатов кальция не достигается ввиду их значительного количества и недостатка времени необходимого для их укрупнения и удаления из расплава [7 - 10].

В результате в металле непрерывнолитой заготовки (НЛЗ) и проката обнаруживаются КАНВ состава СаО·А1₂О₃ и 3СаО·А1₂О₃, которые, несмотря на благоприятную морфологию не успели удалиться из расплава (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 - Многофазное включение на основе моноалюмината кальция, плакированного сульфидом кальция

Также большие порции кускового алюминия, отдаваемые на выпуске, активно взаимодействуют с футеровкой ковша с образованием магнезиальных шпинелей MgO·А1₂О₃.

Магнезиальные шпинели, твердые при температурах сталеплавильных процессов, также плохо удаляются в процессе внепечной обработки. На поверхности магнезиальных шпинелей на последующих этапах фазообразования выделяются алюминаты кальция, а на последних этапах затвердевания на поверхности таких многофазных включений, как на подложке, выпадают сульфидные включения. Такого рода конгломераты являются коррозионно-активными и в таком виде часто встречаются в металле НЛЗ и проката (рисунок 1.4) [7 - 10].

Рисунок 1.4 - Многофазное включение на основе магнезиальной шпинели, последовательно плакированной моноалюминатом кальция и затем сульфидной оболочкой

На основании вышеизложенного можно заключить, что в настоящее время в Павлодарском регионе назрела актуальная проблема разработки технологии получения сортового проката высокого качества, удовлетворяющего всему комплексу свойств, предъявляемых потребителями данной продукции.

1.4 Выводы и постановка задачи исследования

По результатам литературного обзора в работе поставлены следующие цель и задачи исследований.

Цель исследования:

- совершенствование технологии выплавки стали марки 13ХФА в условиях ПФ ТОО "KSP Steel" для повышения стойкости бесшовных труб к водородному растрескиванию.

Задачи исследования:

- литературный обзор по вопросу коррозионной стойкости стали;

- определение технологических факторов производства стали в условиях ПФ ТОО "KSP Steel", влияющих на снижение стойкости стали 13ХФА к водородному растрескиванию;

- разработка рекомендаций по совершенствованию технологии выплавки стали 13ХФА, обеспечивающих повышение стойкости стали к водородному растрескиванию.

2. Совершенствование технологии выплавки стали 13ХФА для повышения стойкости стали к водородному растрескиванию

2.1 Материалы и методики исследования

Объектом исследования явлалась сталь марки 13ХФА. Этот вид стали характеризуется высокой жаропрочностью и является низколегированным сплавом.

Данный материал классифицирует как конструкционную коррозионно - хладостойкую легированную сталь. Характеристики жаропрочных видов стали позволяют применить их в условиях высоких температур. Ее можно использовать при температуре, которая может немного отличаться от температуры плавления самой стали.

Из этого материала изготавливают бесшовные трубы, которые владеют стойкостью к коррозии и к пониженным температурам. Также из этой стали делают трубопроводные заготовки арматуру (отводы, фланцы, переходы и др.).

Эти все заготовки используют в нефтяной промышленности и для поддержания пластового давления климатических условий.

Служебные характеристики:

? используются при температурах воздуха от -60°С до +40°С;

? растворы, которые они транспортируют, могут быть нагреты до 40°С;

? давление в системах достигает 7,4 МПа

Также данная марка стали стойкая к образованию сульфидных и водородных трещин, а также невосприимчивая к воздействию внешних химических и физических раздражителей.

Изготавливают сталь согласно ГОСТ 8732-78 и ГОСТ 8731-74, где указан рекомендованный состав веществ в данном виде стали.

Таблица 2.1 - Химический состав стали 13ХФА, %

Хим. элементы	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Cu	V	Al	N2
min	0,13	0,17	0,45	-	-	0,50	-	-	0,05	0,020	-
max	0,16	0,23	0,51	0,013	0,010	0,56	0,20	0,20	0,08	0,040	0,008

В работе использовались следующие методы исследования.

Контроль химического состава сталей осуществляли по ГОСТ 12349, ГОСТ 12354, ГОСТ 12359, ГОСТ 12361, ГОСТ 17745, ГОСТ 18895, ГОСТ 22536.0 - ГОСТ 22536.12, ГОСТ 27809, ГОСТ 28033 на оптико-эмиссионном спектрометре SPECTROMAXx, установленном в ЦЗЛ ПФ ТОО "KSP Steel" (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Оптико-эмиссионный спектрометр SPECTROMAXx

Оценку стали на сопротивление растрескиванию в водородной среде проводили по стандарту NACE TM 0284 - 2011.

Испытания на водородное растрескивание (HIC) проводили в среде водного раствора, содержащего 5% NaCl + 0,5% СН₃СООН (раствор NACE), рН = 3. Испытуемые образцы размером 9Ч20Ч100 мм после черновой обработки поверхности помещали в герметичный сосуд (автоклав), который продували нейтральным газом (азотом) для удаления кислорода, содержащегося в воздухе. После этого сосуд заливали раствором, продували в течение 30 минут сероводородом для равновесного насыщения при температуре испытания 22,2 °С, после чего подачу сероводорода уменьшали до нескольких пузырьков в минуту для поддержания насыщенности испытательного раствора. Продолжительность испытаний 96 часов.

Показатель длины трещины CLR определяли по формуле:

где L_i - суммарная длина трещин, обнаруженных на всех обследованных плоскостях (резах) испытанных образцов;

В - суммарная ширина обследованных образцов, равная в данном случае ширине плоского образца (20 мм), умноженной на количество обследованных образцов (2 реза Ч 3 образца = 6 обследованных сечений на трех образцах).

2.2 Действующая технология выплавки и разливки стали

Технология выплавки стали в ТОО "KSP Steel". Выплавка сталей осуществляется в дуговых сталеплавильных печах (ДСП) емкостью 60 тонн одношлаковым процессом с доводкой стали в агрегате ковш-печь (АКП), при необходимости в ковшевом вакууматоре. В процессе эксплуатации печи проводят чередование двух методов выплавки стали: с завалкой шихты на «сухую» и на «болото».

Дуговые печи емкостью 60 тонн, оснащены стеновыми газокислородными горелками, угольными фурмами, системой эксцентричного донного выпуска, системой бункеров для хранения, взвешивания и присадки необходимых материалов при выпуске металла из печи.

Футеровка рабочего слоя печей выполнена из периклазоуглеродистых огнеупорных материалов, которые обеспечивают межремонтный срок службы стен более 250 плавок. При необходимости футеровка стен торкретируется огнеупорными массами при помощи специальной торкрет-машины.

Установка АКП предназначена для окончательной точной доводки стали по химическому составу и температуре; десульфурации стали; удаления неметаллических включений; гомогенизации; модифицирования и микролегирования. Установка «ковш-печь» также выполняет буферные операции между ДСП и МНЛЗ при организации разливки большими сериями.

Установка оборудована системой бункеров для хранения, взвешивания и присадки ферросплавов,трайбаппаратами для ввода в металл проволоки с различным порошкообразным наполнителем, установкой для вдувания порошкообразных материалов (коксик, известь) в металл и на шлак. Аргон для перемешивания (ГОСТ 10157 - 79) подается через 2 щелевые продувочные пробки, установленные в днище сталеразливочного ковша. Футеровка сталь-ковшей выполняется из штучных периклазоуглеродистых изделий.

Металлошихта для ДСП принимается и перерабатывается в цехе подготовки шихты (ЦПШ).

Для науглероживания металла применяют: углеродсодержащий материал; коксовая мелочь по ГОСТ 11255-75; электродный бой (куски размером не более 50мм); бой чугунных деталей.

В качестве окислителя применяют железорудные окатыши с содержанием железа не менее 60%.

В качестве шлакообразующих используют известь свежеобожженную с содержанием активных окисей CaO+MgО не менее 85%, плавиковый шпат по ГОСТ 29220-91. Разрешается применять бой шамотного кирпича, бывшего в употреблении (крошка, фракция 0-5мм).

Для раскисления и легирования используют ферросиликомарганец по ГОСТ 4756-91 (FeMnSi), ферросилиций по ГОСТ 1415-93 (FeSi 75А11), силикокальций по ГОСТ 4762-71 (СК20 и т.п.).

В ЭСПЦ ТОО «KSP Steel» для трубных марок стали также используют: ферромарганец по ГОСТ 4755 - 91, алюминий АВ - 97 ГОСТ 295 - 98, отсев АКС (алюмокорундовая смесь), карбид кремния SiC, катанку алюминиевую ГОСТ 13843 - 78.

Фракция материалов подаваемых через систему их подачи должна быть 5 - 50 мм. Содержание влаги в шлакообразующих материалах и твердых окислителях должно быть не более 1,5%. Содержание влаги в ферросплавах, коксовой мелочи присаживаемой в сталь-ковш и при вдувании в печь в потоке газа должно быть не более 0,5%.

Процесс выплавки стали в ДСП осуществляется следующим образом. Плавку шихтуют из расчета получения в металле к началу окислительного периода, содержания углерода выше нижнего предела заданной марки стали на 0,20-0,30%.

Для получения необходимого содержания углерода в металле по расплавлению в печь, перед первой подвалкой присаживают коксовый орешек (коксовую мелочь) в количестве определённом регламентом по шихтовке плавок в зависимости от выплавляемой марки стали.

После расплавления 80-90% завалки отбирается проба, на содержание углерода, по анализу которой сталевар производит корректировку содержания углерода.

Для подогрева и подрезки лома, продувки металла кислородом и вдувания кислородсодержащего материала для вспенивания шлака используют кислородные трубки диаметром 20 мм (три горелки-фурмы и две фурмы для вдувания углеродсодержащего материала).

Для раннего наведения шлака через отверстие в своде печи производится присадка шлакообразующих материалов - извести, углеродсодержащего материала, окатышей. Общее количество присаживаемой извести и углеродосодержащего материала в период плавления 30-35 кг на тонну металлошихты. По расплавлению 90 - 95% металлошихты отбирают пробу металла на полный химический анализ.

После проплавления колодцев производят вспенивание шлака вдуванием углеродсодержащего материала через фурму либо присадками углеродсодержащего материала с одновременной продувкой шлака кислородом. Жидкоподвижность шлака поддерживают присадками плавикового шпата.

Удаление первичного шлака производят при температуре 1520-1540 ⁰С. При этой температуре удаляют 60-70% печного шлака.

При низком содержании углерода по расплавлению металл науглераживают вдуванием графита (коксовой мелочи) в струе азота, либо присадкой в печь электродного боя, графита, кокса.

Началом окислительного периода считается момент достижения температуры ванны 1540 - 1560 ⁰С.

Окисление углерода производят газообразным кислородом, вводимым в печь через кислородные фурмы. В процессе продувки кислородом вспененный шлак максимально удаляется самотёком, не допуская схода металла.

Продолжительность окислительного периода и интенсивность обезуглераживания определяется из расчета получения при температуре 1630-1650 ⁰С заданного для данной марки стали содержания углерода.

Массовая доля серы и фосфора в металле перед выпуском должна обеспечивать попадание в заданные пределы для данной марки.

После получения заданного содержания углерода и температуры производят выпуск плавки.

За 3 - 5 минут до выпуска металла к печи подается сталеразливочный ковш на сталевозе. Ковш под плавку подается очищенный от остатков шлака и скрапа. Допускается наличие незначительного шлакового гарнисажа в районе шлакового пояса, выступающего внутрь ковша не более чем 50 мм (определяется визуально). Ковш должен иметь температуру внутренней поверхности футеровки не менее 800 ⁰С.

Температура металла перед выпуском должна быть в пределах 1620-l650°C зависимости от марки стали.

Присадку ферросплавов и шлакообразующих материалов производят во время выпуска плавки через систему подачи сыпучих материалов. Легирование стали на выпуске производят на нижний предел содержания легирующих элементов.

Присадку ферросплавов начинают после выпуска 3 - 5 тонн металла для ДСП-60. Присадка шлакообразующих материалов производится после присадки ферросплавов.

Порядок присадки ферросплавов и шлакообразующих материалов в стальковш на выпуске металла из ДСП-1,2: температура выпуска металла из ДСП = 1620° ч 1635 °С (1650 °С при условии, что стальковш под первую плавку).

Выпуск металла из ДСП с последующим вакуумированием производить с температурой 1650° ч 1660 °С

Для наведения шлака под струю металла при выпуске присаживают шлаковую смесь: известь - 200-300 кг; плавиковый шпат в количестве 40-80 кг.

Выпуск металла из печей производят без шлака. Толщина шлака в ковше 80-100 мм. Температура металла до начала обработки плавки на печь-ковш должна быть 1560-1580 ⁰С. Недолив сталь-ковша до верха должен составлять 300-350 мм.

Разрешается производить корректировку содержания углерода присадкой графита (коксовой мелочи) на выпуске плавки.

Обработка стали на агрегате ковш-печь осуществляется следующим образом.

Обработка металла на установке «ковш-печь» преследует следующие цели: корректировка металла по температуре; корректировка металла по химическому составу; усреднение металла по температуре и химическому составу; удаление серы; удаление неметаллических включений; дегазация стали; согласование работы электропечи и МНЛЗ.

Время обработки металла на установке «ковш-печь» определяется необходимостью решения тех или иных задач. Рекомендуемое время обработки металла 30 - 40 минут.

Минимальное время обработки определяется необходимостью усреднения по температуре и химическому составу, должно составлять не менее 15 минут от момента начала и до окончания продувки. Длительность обработки свыше 50 минут не рекомендуется из-за снижения стойкости элементов футеровки стальковшей.

Подачу аргона через пористую пробку производят на протяжении всего цикла обработки металла на установке.

Регулирование расхода аргона производят таким образом, чтобы недопускать сильного оголения металла в районе продувочного пятна и бросков тока по фазам. В то же время продувочное пятно должно отчетливо наблюдаться.

При подаче аргона на пробку кратковременно устанавливают максимальное давление аргона 1 - 2,5 МПа для пробивания продувочного блока, после чего производится переключение на давление до 0,3 МПа. Визуальный контроль продувки проводить каждые 5 - 8 минут. После этого разрешается включение нагрузки.

Ступень дугового нагрева выбирают исходя из требуемой скорости нагрева металла. При продувке без дугового подогрева снижение температуры составляет 0,5 - 1,0 ⁰С/мин. Скорость нагрева определяется так же количеством и состоянием шлака, интенсивность продувки аргона, количество присаживаемых материалов.

Наведение рафинирующего шлака производят присадкой извести и плавикового шпата. При обработке стали на АКП при наведении рафинирующего шлака дополнительно используют АКС.

Для раскисления и вспенивания шлака используют порошок кокса, присаживаемый на поверхность шлака. Допускается использование, в качестве раскислителя шлака, кускового силикокальция в количестве до 1,0 кг/тн жидкой стали. Шлакообразующие материалы присаживаются через отверстие в своде. Материалы подаются на печь-ковш по конвейерам системы подачи и дозирования материалов. После наведения рафинировочного шлака он должен быть белым, саморассыпающимся и иметь основность не менее 2,2.

Корректировку состава металла проводят в следующем порядке: добиваются получения гомогенного жидкоподвижного шлака в ковше; начинают присадки порций ферросплавов, контролируя их прохождение и усвоение визуально. Корректировка содержания углерода в металле производится присадками коксовой мелочи, УСМ или графита.

Количество присаживаемых ферросплавов рассчитывают исходя из следующих коэффициентов усвоения элементов: марганец 100%; кремний 90%; углерод коксика 50%.

При выплавке трубных марок стали для ввода алюминия используется трайб-аппарат, который подает в ковш алюминиевую катанку, через него также при необходимости подают порошковую проволоку для доводки химического состава по другим легирующим элементам (ванадий, молибден, ниобий и т.д.). После ввода алюминия проводится усреднительная продувка металла аргоном в течение 3 - 4 минут, после чего производится обработка металла проволокой силикокальция. При выплавке стали с нормируемым содержанием титана, он вводится в виде проволоки с ферротитановым наполнителем после обработки силикокальцием.

Контроль температуры стали в ковше производится после начала продувки металла. Последний замер температуры производится непосредственно перед подачей ковша на разливку. Промежуточный контроль температуры металла рекомендуется проводить через каждые 5 - 10 минут работы под током, и через 10 минут, при работе без дугового подогрева.

Последовательность технологических операций:

1. После установки ковша на стенд печь-ковша немедленно начинают продувку металла аргоном через продувочный блок.

2. Производят замер температуры и отбор пробы металла.

3. Производят включение нагрузки.

4. Начинают производить наведение рафинирующего шлака.

5. В ожидании результатов химического анализа пробы, проводят корректировку состава металла на рекомендованное содержание элементов.

6. По получении результатов химического анализа пробы проводят корректировку состава металла на рекомендованное содержание элементов.

7. Производят расчет необходимой скорости нагрева и устанавливают соответствующую ступень напряжения.

8. При необходимости производятся повторные корректировки химического состава металла по результатам анализа пробы №2(3) отбираемых через 5 минут, после присадки последней порции ферросплавов. Корректировку химического состава стали производят до получения заданного для данной марки химического анализа за исключением содержания кремния, который присаживают на содержание ниже нижнего предела с учетом кремния присаживаемого в виде проволоки.

9. После получения заданного химического состава стали производят глубинной раскисление стали вводом в металл проволоки с порошковым силикокальцием. Проволока вводится при помощи трайб-аппарата. Количество вводимой проволоки определяется регламентом для различных марок стали.

10. За 3-5 минут до окончания доводки нагреть металл на 3-5 ^о С выше заданной температуры отключить дуговой подогрев и охлаждать до заданной температуры продувкой аргоном, регулируя ее интенсивность.

11. По окончанию обработки отбираются проба шлака на химический анализ, количество проб шлака в течение смены определяется регламентом.

Далее сталь - ковш направляется на МНЛЗ.

Действующая технология разливки стали на МНЛЗ. Для производства непрерывнолитых заготовок используются МНЛЗ радиального типа с радиусом изгибающего сектора 10000 мм. Сечение отливаемых заготовок круг от 150 до 300 мм. Длина заготовок от 5 до 12 метров.

Непрерывная разливка осуществляется методом «плавка на плавку».

Непрерывнолитые круглые заготовки для получения бесшовных труб разливают через погружные стаканы закрытой струей.

Перед подачей плавки на МНЛЗ сталь-ковш накрывается утепляющей футерованной крышкой.

Разливка заготовок начинается при наполнении промежуточного ковша из сталь-ковша на 300 - 350 мм, первоначально металл сливается через желоб в аварийную емкость вплоть до формирования плотной, прямолинейной вертикальной струи.

Уровень металла в кристаллизаторе поддерживается на высоте 80 - 90 мм от верхней кромки гильзы кристаллизатора. При разливке трубных марок стали затопленной струей (через погружные стаканы) на поверхность металла в кристаллизаторе наводят шлакообразующую смесь (ШОС).

В промежуточном ковше уровень шлака не должен превышать 50 мм.

При начале разливки (вытягивания заготовки) одновременно включается механизм качания кристаллизатора, подача воды на вторичное охлаждение.

Температуру металла контролируют в промежуточном ковше термопарой погружения через 8 и 20 минут с начала разливки.

Температура поверхности заготовки перед ножницами должна быть 900 - 950 ⁰С.

Один раз в сутки отбирают поперечные темплеты заготовки для контроля макроструктуры, толщина темплета 60 - 70 мм.

При замене сталь-ковшей не допускается снижение уровня металла в промежуточном ковше менее 250 мм.

Продолжительность разливки серии плавок для всех марок сталей устанавливается не более 700 минут.

2.3 Исследование технологии выплавки стали марки 13ХФА в условиях ПФ ТОО "KSP Steel" для повышения стойкости к водородному растрескиванию

2.3.1 Анализ необходимых технологических факторов для достижения повышенной стойкости к водородному растрескиванию. На первом этапе работы был анализ влияния химического состава стали и технологических факторов на повышение стойкости стали к водородному растрескиванию (ВР).

В работе [19] рекомендуются следующие основные мероприятия, позволяющие обеспечить высокое сопротивление низколегированных сталей типа 13ХФА к водородному растрескиванию:

1. Снижение концентрации углерода, фосфора, серы с целью уменьшения ликвационных явлений.

2. Снижение содержания газов в стали путем использования вакуумной обработки.

3. Применение при модифицировании стали РЗМ-содержащей проволоки и последующей модифицирующей продувки аргоном.

4. Применение специальных технологических приемов при разливке стали с целью уменьшения структурной неоднородности (мягкое обжатие при разливке стали на МНЛЗ).

Например в работе [19], приведенные результаты микроструктурных исследований образцов (поверхность разрушения) по стандарту NACE 0284-2003 показали, что основной причиной низкой стойкости к водородному растрескиванию (HIC) являются скопления в осевой зоне проката следующих неметаллических включений (НВ): карбонитридов и карбидов титана, сульфидов марганца и оксидно-сульфидных включений на основе алюминия, кальция и, в некоторых случаях, магния.

Также в работе [19] приведены результаты серии плавок стали, на которых основные показатели HIC и коэффициенты длины и толщины трещины CLR и CTR = 0% из которых видно, что при увеличении содержания кислорода в металле перед его выпуском из ДСП наблюдается ухудшение результатов по стойкости к водородному растрескиванию, наряду с этим, было установлено, что на улучшение чистоты готовой стали по неметаллическим включениям и, как следствие, повышение выхода годного по испытаниям на водородное растрескивание, влияет строгое соблюдение технологии шлакообразования на выпуске из ДСП плавикового шпата ведет к повышенному расходу шпата и алюминия в ходе обработки на установке «ковш-печь», к ухудшению физико-химических свойств шлака в ходе внепечной обработки металла на печи-ковше, к повышению загрязненности стали HB и снижению выхода годного по HIC.

Таким образом, для улучшения результатов по водородному растрескиванию при производстве низкоуглеродистых марок стали 13ХФА с требованиями по HIС предлагается ограничить содержание кислорода в стали перед выпуском стали из ДСП до уровня не более 1300 ppm, а также регламентировать порядок отдачи шлакообразующих и раскислителей в ковш на выпуске из печи, обеспечивающий обязательную отдачу извести и плавикового шпата.

Дальнейший анализ проведенный в работе [19] показал влияние длительности нахождения металла в стальковше (от выпуска из ДСП до начала разливки на МНЛЗ) на показатели HIC. Так, на сериях плавок с провалами по HIC (без учета первых плавок в серии по разливке) длительность нахождения металла в стальковше составила в среднем 210 минут, на сериях плавок без провалов - 162 минуты. Данная зависимость, вероятно, вызвана большей загрязненностью стали неметаллическими включениями на тех плавках, где металл более длительное время контактировал с футеровкой сталеразливочного ковша, что влекло за собою более интенсивный размыв футеровки шлакового пояса ковша и загрязнение стали включениями на основе оксидов магния.

Также в [19], при анализе действующей технологии модифицирования стали РЗМ-содержащим материалом была установлена зависимость результатов по HIC от расхода используемой для модифицирования РЗМ-содержащей проволоки (с церием). Так, на сериях плавок, на которых не было получено провалов по HIC, средний расход данной проволоки был на 10% ниже расхода проволоки на сериях с провалами.

Также в работе [19] была проанализирована технология модифицирования стали, стойкой к BP, кальцием. Было установлено, что на сериях плавок с неудовлетворительными результатами оценки трещин (CLR более 6%), содержание кальция в металле перед отдачей на разливку (проба, отобранная на вакууматоре) наиболее низкое. В то же время, рассматривая результаты пробы, отобранной на МНЛЗ, отметили, что содержание кальция практически не изменяется. Это связано с тем, что кальций имеет крайне низкую растворимость в расплаве железа и из-за высокой упругости пара быстро испаряется после введения в металл. Поэтому результаты оценки содержания кальция в пробе, отобранной на вакууматоре, выглядит информативнее.

Также установлено, что для снижения значения коэффициента длины трещины CLR необходимо обеспечивать содержания кальция в металле перед отдачей на разливку не менее 0,0020 %.

Еще одним параметром, влияющим на показатель ВР является содержание серы в стали (рекомендуется ниже 0,001 %) и соотношение содержания кальция к сере. Во многих зарубежных исследованиях оптимальное соотношение, с точки зрения обеспечения стойкости к BP, составляет 1,5 - 2,0.

В работе [19] показано, что на стойкость к ВР оказывает влияние режимы мягкого обжатия непрерывнолитой заготовки в МНЛЗ.

Однако для реализации такого способа необходимо наличие МНЛЗ необходимого типа, что в условиях павлодарских заводов невозможно.

Таким образом, на втором этапе работы поставлена задача обеспечения в процессе производства стали в ПФ ТОО "KSP Steel" аналогичных технологических параметров и дальнейший анализ стойкости стали марки 13ХФА к водородном растрескиванию.

2.3.2 Исследование технологии выплавки стали марки 13ХФА в условиях ПФ ТОО "KSP Steel" для повышения стойкости к водородному растрескиванию. На основании вышеизложенных в работе [19] фактов были разработаны рекомендации для выплавки стали в условиях ПФ ТОО "KSP Steel". Были выплавлены экспериментальные плавки стали марки 13ХФА № 5160162 - 5160168, 6160154 - 6160158 [25].

На этапе выплавки стали в ДСП изменяли следующие параметры плавки:

- понижение содержания кислорода в стали перед выпуском из ДСП до 1300 ppm;

- увеличение количества подачи извести и плавикового шпата на выпуске металла из ДСП.

В процессе выплавки стали в ДСП обеспечивали следующие параметры выплавки стали в ДСП (таблица 2.2 и 2.3).

Таблица 2.2 - Химический состав стали на выпуске из ДСП [25]

Номер плавки	Химический состав на выпуске из ДСП, %	Температура на выпуске из ДСП, 0С
	С	Si	Mn	P	S	N2	Сu	Mo
5160162	0,03	0,01	0,05	0,08	0,15	0,008	0,17	0,15	1641
5160163	0,04	0,02	0,04	0,07	0,18	0,011	0,16	0,019	1641
5160164	0,04	0,01	0,04	0,06	0,13	0,008	0,16	0,016	1644
5160165	0,04	0,01	0,05	0,07	0,14	0,0059	0,17	0,014	1647
5160166	0,03	0,01	0,06	0,06	0,14	0,0077	0,17	0,019	1638
5160167	0,03	0,01	0,06	0,07	0,14	0,0077	0,18	0,014	1643
5160168	0,03	0,01	0,04	0,07	0,14	0,0071	0,19	0,023	1643
6160154	0,06	0,01	0,05	0,06	0,19	0,013	0,16	0,11	1631
6160155	0,05	0,01	0,05	0,07	0,23	0,012	0,15	0,014	1629
6160156	0,04	0,01	0,05	0,06	0,27	0,0077	0,14	0,013	1632
6160157	0,04	0,01	0,05	0,06	0,3	0,01	0,15	0,011	1625
6160158	0,06	0,01	0,05	0,07	0,24	0,0085	0,15	0,016	1626

Таблица 2.3 - Количество присаживаемых материалов в ковш на выпуске из ДСП, кг [25]

Номер плавки	СaO	ФОМИ	FeSiMn	SiAl	FeСr
5160162	301	50	304	204	313
5160163	303	51	304	204	312
5160164	301	51	307	207	310
5160165	301	52	275	202	312
5160166	301	52	305	203	310
5160167	302	51	310	204	317
5160168	301	52	307	202	299
6160154	304	58	264	203	301
6160155	308	55	266	202	300
6160156	306	57	229	233	251
6160157	308	57	259	235	251
6160158	306	55	260	235	252

Эти мероприятия позволили снизить содержание неметаллических включений в стали, уменьшить расход извести и плавикового шпата в период внепечной обработки, и как следствие улучшить результаты по стойкости к водородному растрескиванию.

В процессе обработки металла на АКП придерживались следующих параметров внепечной обработки:

- снижение длительности нахождения металла в ковше до 160 минут (от выпуска стали из ДСП до подачи на МНЛЗ).

- содержание кальция в стали перед подачей на МНЛЗ должно быть не менее 0,0020 % (при рекомендуемом соотношении Са/S = 1,5 - 2,0).

Эти мероприятия позволили снизить время контакта металла с футеровкой ковша, что привело к снижению содержания включений оксидов магния. Необходимо отметить, что при выплавке стали не всегда выдерживалось соотношение Са/S = 1,5 - 2,0.

Основные показатели обработки стали приведены в таблице 2.4 - 2.7.

Таблица 2.4 - Количество материалов подаваемых на АКП, кг [25]

Номер плавки	СаО	СаF2	FeSi	MT	Al	FeV
5160162	501	40	38	8		60
5160163	502	44	56	18		70
5160164	503	40	46	8		60
5160165	503	42	46	8		70
5160166	501	44	50	8		70
5160167	502	40	51	8		68
5160168	502	46			120	60
6160154	405	30	32	8		60
6160155	403	23	32	8		45
6160156	403	46		6
6160157	406	44		6
6160158	406	48		6

Таблица 2.5 - Параметры обработки на АКП [25]

Номер плавки	Длительность нахождения металла в ковше, мин.	Стойкость с/к, кол-во плавок	Температура металла перед отправкой на вакууматор, 0С
5160162	73	53	1725
5160163	74	25	1685
5160164	235	13	1695
5160165	88	54	1676
5160166	79	26	1689
5160167	86	24	1685
5160168	100	14	1685
6160154	76	25	1734
6160155	99	27	1729
6160156	97	6	1730
6160157	103	40	1725
6160158	78	26	1725

Таблица 2.6 - Параметры обработки в ковшевом вакууматоре [25]

Номер плавки	Длительность вакуумирования, мин	Достигнутое разряжение, mbar	Количество присаживаемых материалов в ковш на вакууматоре, м	Общая длительность обработки на вакууматоре, мин
			После вакуумирования
			SiСА	Alкат
5160162	22	0,88	55		60
5160163	20	0,84	55	40	65
5160164	20	0,86	60		59
5160165	20	0,88	60		48
5160166	20	0,82	60		57
5160167	20	0,88	60		41
5160168	20	0,87	65	10	54
6160154	31	0,9	150	47	72
6160155	30	0,91	150	45	58
6160156	35	0,95	140	44	55
6160157	30	0,95	130	45	56
6160158	30	0,85	130	42	61

Таблица 2.7 - Химический состав стали после обработки на ковшевом вакууматоре, % [25]

Номер плавки	Химический состав стали после вакуумирования
	С	Si	Mn	P	S	Сr	V	Са	Al	N2
5160162	0,13	0,2	0,47	0,09	0,09	0,51	0,052	0,0024	0,024	0,008
5160163	0,16	0,19	0,49	0,09	0,05	0,54	0,058	0,0025	0,031	0,0064
5160164	0,15	0,21	0,48	0,08	0,04	0,53	0,057	0,0034	0,032	0,0076
5160165	0,15	0,23	0,48	0,07	0,06	0,56	0,058	0,0023	0,029	0,006
5160166	0,13	0,2	0,46	0,06	0,07	0,51	0,058	0,0025	0,027	0,0067
5160167	0,15	0,22	0,5	0,09	0,08	0,53	0,062	0,0016	0,029	0,0074
5160168	0,14	0,19	0,47	0,07	0,04	0,52	0,07	0,0022	0,024	0,0071
6160154	0,13	0,3	0,45	0,07	0,07	0,53	0,054	0,0032	0,027	0,0076
6160155	0,14	0,31	0,47	0,08	0,08	0,5	0,052	0,003	0,027	0,0065
6160156	0,14	0,29	0,45	0,09	0,05	0,53	0,056	0,0038	0,031	0,0075
6160157	0,14	0,3	0,45	0,07	0,1	0,53	0,054	0,0034	0,029	0,0081
6160158	0,13	0,28	0,45	0,06	0,06	0,53	0,054	0,0036	0,029	0,005

Разливка стали на МНЛЗ осуществлялась при изменении следующих параметров:

- были изменены параметры вторичного охлаждения МНЛЗ, с целью равномерного охлаждения заготовки и уменьшение температурной неоднородности поверхности сляба до 40?С.

Основные показатели непрерывной разливки приведены в таблице 2.8 - 2.10.

Таблица 2.8 - Параметры разливки на МНЛЗ [25]

Номер плавки	Температура пром ковша, 0C	Температура ликвидуса, 0C	Сечение заготовки D, мм	Температура металла в промковше, 0С	Время разливки, мин
				Начало разливки	Конец разливки	Дt
5160162	1050		210	1548	1338	10	18
5160163	1102	1518	210	1565	1558	7	73
5160164		1516	210	1548	1548	0	44
5160165		1517	210	1545	1543	2	73
5160166		1517	210	1545	1547	2	72
5160167		1518	210	1542	1544	2	54
5160168			210	1550	1542	8	85
6160154	1139	1518	300	1565	1540	25	84
6160155		1517	300	1543	1553	10	52
6160156

Подобные документы

• Исследование стойкости труб к коррозионному растрескиванию под напряжением

  Схема процесса коррозионного растрескивания под напряжением (КРН). Сравнительные испытания стойкости металла вблизи шва и основного металла труб 12х1220 мм из стали 17Г1С-У и 17,8х1220 мм из стали К60 к КРН. Анализ состояния образцов после испытаний.
  
  курсовая работа [2,2 M], добавлен 27.09.2012
  

• Технология выплавки углеродистых марок стали на болоте в ДСП-100И7в условиях ЭСПЦ-6 ОАО "ЧМК"

  Технология выплавки углеродистых марок стали на "болоте" в ДСП-100И7. Материалы, применяемые при выплавке стали. Роль мастера в организации производства. Расчет калькуляции себестоимости выплавки 1 т стали. Экономическая эффективность работы цеха.
  
  курсовая работа [638,9 K], добавлен 24.10.2012
  

• Разработка технологии выплавки стали 35ХМЛ

  Механические свойства легированной конструкционной стали 35ХМЛ. Подбор шихты и определение среднего состава стали для расчета содержания основных компонентов. Описание технологии выплавки стали в кислой и основной электродуговых печах с окислением.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 08.11.2013
  

• Производство стали

  Особенности технологии выплавки стали. Разработка способов получения стали из чугуна. Кислородно-конвертерный процесс выплавки стали. Технологические операции кислородно-конверторной плавки. Производство стали в мартеновских и электрических печах.
  
  лекция [605,2 K], добавлен 06.12.2008
  

• Разработка технологии выплавки стали ШХ15 в открытой дуговой печи

  Описание электропечи и установки внепечной обработки. Определение производительности участка. Изучение технологии выплавки и разливки шарикоподшипниковой стали. Подготовка печи к плавке. Расчет металлошихты, расхода ферросплавов для легирования стали.
  
  курсовая работа [760,3 K], добавлен 21.03.2013
  

• Разработка технологии выплавки низко- и среднелегированных сталей с пониженным содержанием азота

  Анализ технологических параметров выплавки стали на разных предприятиях. Содержание азота в стали, выплавленной в ОАО "Уральская Сталь". Структура управления и экономика производства электросталеплавильного цеха. Экологическая характеристика предприятия.
  
  дипломная работа [4,0 M], добавлен 01.11.2010
  

• Перспективные методы производства стали

  Классификация и маркировка стали. Характеристика способов производства стали. Основы технологии выплавки стали в мартеновских, дуговых и индукционных печах. Универсальный агрегат "Conarc". Отечественные агрегаты ковш-печь для внепечной обработки стали.
  
  курсовая работа [2,1 M], добавлен 11.08.2012
  

• Усовершенствование технологии разливки трансформаторной стали по кислородно-конвертерному цеху ОАО "ММК"

  Анализ мирового опыта производства трансформаторной стали. Технология выплавки трансформаторной стали в кислородных конвертерах. Ковшевая обработка трансформаторной стали. Конструкция и оборудование МНЛЗ. Непрерывная разливка трансформаторной стали.
  
  дипломная работа [5,6 M], добавлен 31.05.2010
  

• Технологический процесс электродуговой плавки

  Исследование особенностей сварки и термообработки стали. Технология выплавки стали в дуговых сталеплавильных печах. Анализ порядка легирования сталей. Применение синтетического шлака и порошкообразных материалов. Расчёт ферросплавов для легирования стали.
  
  курсовая работа [201,2 K], добавлен 16.11.2014
  

• Разработка технологии выплавки, внепечной обработки и разливки заданной марки стали

  Характеристика заданной марки стали и выбор сталеплавильного агрегата. Выплавка стали в кислородном конвертере. Материальный и тепловой баланс конвертерной операции. Внепечная обработка стали. Расчет раскисления и дегазации стали при вакуумной обработке.
  
  учебное пособие [536,2 K], добавлен 01.11.2012
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам