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

1518

300

1545

1540

5

61

6160157

1517

300

1552

1540

12

73

6160158

1518

300

1553

1549

4

74

Таблица 2.9 - Технологические параметры разливки стали 13ХФА [25]

Первичная вода: ~1800 л/мин(300). Давление воды 6,0 бар
сечение 300 мм	0,3 м/мин	0,6 м/мин	0,9 м/мин	1,2 м/мин	1,5 м/мин
1 зона	29 л/мин	60 л/мин	90 л/мин	120 л/мин	151 л/мин
2 зона	18 л/мин	40 л/мин	58 л/мин	77 л/мин	98 л/мин
3 зона	14 л/мин	28 л/мин	41 л/мин	77 л/мин	68 л/мин
Применение ШОС	ШОС BF18AT
Скорость разливки устанавливается в зависимости от температуры металла в промковше в пределах:	Темп-ра в п/к, С	Скорость разливки, м/мин
автоматический режим регулировки скорости разливки, скорость разливки устанавливается по результатам дискретных замеров температуры - сечение 300 мм	1534-1540	0,4-0,55

Далее в работе были проанализированы данные по содержанию неметаллических включений и показателям HIC в бесшовных трубах, полученных из стали марки 13ХФА экспериментальных плавок. Анализ макроструктуры приведен в таблице 2.10. Основные характеристики труб приведены в таблице 2.11.

Таблица 2.10 - Анализ макроструктуры НЛЗ [25]

Номер плавки	Макроструктура, балл
	ЦП	ОХН	ЛПТ	КТЗ
			по сеч-ю	Осевые
5160162	0	1	0	0	0
5160163	0	1	0	0,5	0
5160164	0	0,5	0	0,5	0
5160165	1	1	0,5	0,5	0,5
5160166	1	1	0,5	0,5	0,5
5160167	0	1,5	1	1	0,5
5160168	0	1	0	0,5	0
6160154	0	1	0	0,5	0
6160155	0	1	0	0,5	0,5
6160156	0	1	0	0,5	0
6160157	0	1	0	1	0,5
6160158	1	1,5	0	0,5	0,5

Таблица 2.11 - Характеристика труб [25]

Номер плавки	Металлографическое исследование труб (неметаллические включения по ГОСТ 1778)	Коррозионные испытания
	ОС	ОТ	СХ	СП	СН	С	НС	НТ	НА	СSR, %	СLR, %	СTR, %
5160162	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,25	1,5	1,5	1,5	0	0	0
5160163	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,25	1,5	1,5	1,5	0	0	0
5160164	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,25	1,5	1,5	1,5	0	0	0
5160165	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,25	1,5	1,5	1,5	0	0	0
5160166	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,25	1,5	1,5	1,5	0	0	0
5160167	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,25	1,5	1,5	1,5	0	0	0
5160168	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	1,5	1,5	1,5	0	0	0
6160154	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	1,5	1,5	1,5	0	0	0
6160155	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	1,5	1,5	1,5	0	0	0
6160156	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	1,5	1,5	1,5	0	0	0
6160157	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	1,5	1,5	1,5	0	0	0
6160158	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	1,5	1,5	1,5	0	0	0
Оксиды строчечные ОС, Оксиды точечные ОТ, Силикаты хрупкие СХ, Силикаты пластичные СП, Силикаты недеформирующиеся СН, Сульфиды С, Нитриды и карбонитриды строчечные НС, Нитриды и карбонитриды точечные НТ, Нитриды алюминия НА

2.4 Выводы по разделу

Таким образом, в ходе проведенной работы был разработан комплекс технологических мероприятий по выплавке, внепечной обработке и разливке стали марки 13ХФА, обеспечивающих высокий уровень показателей по стойкости к водородному растрескиванию.

Проведенная серия плавок по разработанным технологическим показателям обеспечила достижение основных показателей HIC на уровне CLR и CTR = 0%.

Рекомендуемыми параметрами при выплавке стали в ДСП являются:

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

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

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.

Рекомендуемыми параметрами при внепечной обработке являются:

- 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.

Рекомендуемыми параметрами при непрерывной разливке являются:

- изменение параметров вторичного охлаждения МНЛЗ, с целью равномерного охлаждения заготовки и уменьшение температурной неоднородности поверхности заготовки до 40?С.

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

По результатам проведенных исследований предлагается внести следующие изменения в технологию выплавки стали в ДСП и внепечной обработки в условиях ПФ ТОО "KSP Steel" по результатам собственных исследований, приведенных во втором разделе диссертации.

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.

Рекомендуемое значение содержания кислорода в стали перед выпуском из ДСП до 1300 ppm.

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.

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 (длительность нахождения металла в ковше от выпуска стали из ДСП до подачи на МНЛЗ не более 160 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.

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

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. сталь выплавка водородное растрескивание

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. 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.

Температурная неоднородность поверхности заготовки не должна превышать 40?С.

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.

Таблица 3.1 - Технологические параметры разливки стали 13ХФА

Первичная вода: ~1800 л/мин(300). Давление воды 6,0 бар
сечение 300 мм	0,3 м/мин	0,6 м/мин	0,9 м/мин	1,2 м/мин	1,5 м/мин
1 зона	29 л/мин	60 л/мин	90 л/мин	120 л/мин	151 л/мин
2 зона	18 л/мин	40 л/мин	58 л/мин	77 л/мин	98 л/мин
3 зона	14 л/мин	28 л/мин	41 л/мин	77 л/мин	68 л/мин
Применение ШОС	ШОС BF18AT
Скорость разливки устанавливается в зависимости от температуры металла в промковше в пределах:	Темп-ра в п/к, С	Скорость разливки, м/мин
автоматический режим регулировки скорости разливки, скорость разливки устанавливается по результатам дискретных замеров температуры - сечение 300 мм	1534-1540	0,4-0,55

3.2 Выводы по разделу

По результатам выполненного раздела разработаны рекомендации и предложены изменения к технологическим инструкциям по выплавке стали в ДСП-60, обработке на АКП и разливке на МНЛЗ дл условий ПФ ТОО "KSP Steel", обеспечивающих повышение стойкости стали к водородному растрескиванию.

4. Экономическое обоснование технологии

4.1 Оценка производственной себестоимости шаров катаных по предлагаемой технологии

Себестоимость выплавки и разливки стали 13ХФА по предлагаемой технологии включает в себя следующие статьи расходов:

- стальной лом ГОСТ-2787-75;

- ферросиликомарганец ФМнС-17Р1-4 ГОСТ 4756-91;

- ферросиликоалюминий ФС45 Ф15 (А20),кг/т ТУ 0820-011-14513884-2013;

- ферромагранец FeMn 80 C05 LP-4 ГОСТ 4755-91;

- феррохром по ГОСТ 4757

- феррованадий gj ГОСТ 27130

- ФОМИ (DALSLAG PL66);

- плавиковый шпат (боксит) ФК- 65 ГОСТ 29220-91;

- известь комовая (пр-во ПФ);

- углеродсодержащие материалы фр. 0,5-2 (МТ 0-2);

- отходы графитовой смази ТИ Т.25000.00099

- ППЭ-88 ГОСТ 24862-81 (DALPOR P88E PR-P88E);

- ферросиликоалюминий ФСА, фр.0-10;

- проволока с наполнителем СК-30 Ш 13 ТУ 1479-028-71915393-2006;

- алюминий АВ-87 ГОСТ 295-90;

- металлические коржи;

- брак;

- обрезь головной и хвостовой части.

Оценка производственной себестоимости показала следующее распределение доли статей расходов в производственной себестоимости (таблица 4.1).

Таблица 4.1 - Доля статей расходов в производственной себестоимости выплавки и разливки стали 13ХФА

Статья расхода	Доля статьи расхода в производственной себестоимости, %
стальной лом	48,1
ферросплавы	7,9
прочие основные материалы	0,9
электроды графитированные	2,8
Огнеупоры	9,4
Криогены	0,5
прочие вспомогательные материалы	1,7
топливо на технологию (НЛЗ)	0,5
топливо на технологию (прокатка)	7,4
электроэнергия (НЛЗ)	6,5
электроэнергия (прокатка)	1,4
услуги сторонних организаций	0,2
постоянные затраты (амортизация, административные расходы и т.п.)	12,4
Итого	100

Как видно из таблицы 4.1 основыми статьями расхода являются расходы на шихтовые материалы (стальной лом и ферросплавы), вспомогательные материалы (электроды графитированные и огнеупоры), которые достигают 69 % от производственной себестоимости.

4.2 Сравнительный анализ с действующей технологией

Анализ произодственной себестоимости для предлагаемой технологии не должен изменить производственную себестоимость стали 13ХФА.

Увеличение расхода извести и плавикового шпата на выпуске из ДСП компенсируется снижением расхода прочих основных материалов на АКП, продолжительность нахождения стали в ковше в период внепечной обработки менее 160 минут должен обеспечить снижение расхода огнеупоров.

При этом необходимо отметить, что анализ работы ЭСПЦ ПФ ТОО "KSP Steel" показал, что время нахождения стлаи в ковше в принципе не превышает 160 минут (за исключением аварийных простоев).

4.3 Выводы по разделу

По результатам выполненного раздела установлено следующее:

1) Основыми статьями расхода на производство стальных шаров катаных являются расходы на шихтовые материалы (стальной лом и ферросплавы) и вспомогательные материалы (электроды графитированные и огнеупоры), которые достигают до 69 % от производственной себестоимости.

2) Анализ произодственной себестоимости для предлагаемой технологии не должен изменить производственную себестоимость стали 13ХФА.

3) Увеличение расхода извести и плавикового шпата на выпуске из ДСП компенсируется снижением расхода прочих основных материалов на АКП, продолжительность нахождения стали в ковше в период внепечной обработки менее 160 минут должна обеспечить снижение расхода огнеупоров.

При этом необходимо отметить, что анализ работы ЭСПЦ ПФ ТОО "KSP Steel" показал, что время нахождения стлаи в ковше в принципе не превышает 160 минут (за исключением аварийных простоев).

Заключение

По результатам диссертационного исследования установлено следующее.

1) Разработан и экспериментально апробирован в условиях ПФ ТОО "KSP Steel" комплекс технологических мероприятий по выплавке, внепечной обработке и разливке стали марки 13ХФА, обеспечивающих высокий уровень показателей по стойкости к водородному растрескиванию. Проведенная серия плавок по разработанным технологическим показателям обеспечила достижение основных показателей HIC на уровне CLR и CTR = 0%.

2) 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;

3) 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;

4) Равномерное охлаждение непрерывнолитой заготовки и уменьшение температурной неоднородности поверхности заготовки до 40?С, что обеспечивает благоприятную структуру металла.

5) Экономическая оценка предлагаемых технологических решений показала, что производственная себестоимость стали 13ХФА должна остаться на прежнем уровне. Увеличение расхода извести и плавикового шпата на выпуске из ДСП компенсируется снижением расхода прочих основных материалов на АКП, продолжительность нахождения стали в ковше в период внепечной обработки менее 160 минут должна обеспечить снижение расхода огнеупоров.

Список использованных источников

1. Государственная программа индустриально-инновационного развития Республики Казахстан на 2015-2019 годы, утвержденная Указом Президента РК от 1 августа 2014 года № 874.

2. Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев А.М. Общая металлургия: учебник для вузов. - 6-е изд., перераб и доп. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. - 768 с.

3. Поволоцкий Д.Я., Кудрин В.А., Вишкарев А.Ф. Внепечная обработка расплавов. - М.: МИСИС, 1995. - 256 с.

4. Айзатулов Р.С., Харлашин П.С., Протопопов Е.В., Назюта Л.Ю. Теоретические основы сталеплавильных процессов./ Подобщ.ред. ХарлашинаП.С. - М.: МИСИС, 2004. - 127?277 с.

5. Смирнов А.Н., Пилюшенко В.Л., Минаев А.А., Момот С.В., Белобров Ю.Н. Процессы непрерывной разливки. - Донецк: Изд-во ДНТУ, 2002. - 535 с.

6. Ежов А.А., Герасимова Л.П. Дефекты в металлах. Справочник - атлас. - М. : Русский университет, 2002. - 360 с.

7. Ровнушкин В. А., Смирнов Л. А. Состояние и задачи развития электросталеплавильного производства. - Труды научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития металлургии и машиностроения с использованием завершенных фундаментальных исследований и НИОКР». - Екатеринбург : УрО РАН, 2011. - С. 70-77.

8. Шахпазов Е. Х., Зайцев А. И. Современные тенденции развития металлургической технологии для обеспечения требований к уровню и стабильности свойств, эксплуатационной надежности стали. - Труды научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития металлургии и машиностроения с использованием завершенных фундаментальных исследований и НИОКР». - Екатеринбург : УрО РАН, 2011. - С. 26-31.

9. Милейковский А. Б., Малахов Н. В. Разработка технологии внепечной обработки низколегированных трубных сталей повышенной коррозионной стойкости. - Труды научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития металлургии и машиностроения с использованием завершенных фундаментальных исследований и НИОКР». - Екатеринбург : УрО РАН, 2011. - С. 130 -138.

10. Зайцев А. И., Родионова И. Г., Семернин Г. В., Шапошников Н. Г., Казанков А. Ю. Новые типы неблагоприятных неметаллических включений на основе MgO-Al₂O₃ и металлургические факторы, определяющие их содержание в металле. Ч. 1. Причины и механизмы образования в стали неметаллических включений на основе алюмомагниевой шпинели // Металлург. - 2011. - № 2. - С. 50 - 55.

11. Белый А.П., Исаев О.Б., Матросов Ю.И., Носоченко А.О. Центральная сегрегационная неоднородность в непрерывнолитых листовых заготовках и толстолистовом прокате. - М. : Металлургиздат, 2005. - 136 с.

12. Ботников С.А. Влияние химического состава и технологии рафинирования низкоуглеродистой и среднеуглеродистой стали на параметры разливки сортовой МНЛЗ: автореф. ... канд. техн. наук. - Челябинск, 2009. - 23 с.

13. Лившиц Б.Г. Металлография. - М.: Металлургия, 1990. - 236 с.

14. Малинина Р.И. Практическая металлография. - М.: Интермет Инжиниринг, 2004. - 233 с.

15. Носоченко А.О. Исследование влияния углерода на центральную химическую и структурную неоднородность и комплекс свойств низколегированных трубных сталей. / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.16.01 - «Металловедение и термическая обработка металлов». - М. : ФГУП «Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии имени И.П. Бардина», 2003. - 135 с.

16. Одесский П.Д. Микролегированные стали для северных и уникальных металлических конструкций / П.Д. Одесский, Л.А. Смирнов, Д.В. Кулик. Учебное пособие. - М. : Интермет инжинеринг, 2006. - 176 с.

17. Технология трубного производства: Учебник для вузов/ Данченко В.Н., Коликов А.П.,. Романцев Б.А, Самусев С.В. - М.: Интермет Инжиниринг, 2002. - 640 с.

18. Франценюк И.В. Альбомы микроструктур чугуна, стали, цветных металлов и их сплавов. - М. : Академкнига, 2004. - 192 с.

19. Мурсенков Е.С., Кудашов Д.В., Семернин Г.В., Тарвид Д.С. Совершенствование технологии производства в условиях ЛПК ОАО "ОМК-Сталь" (филиал г. Выкса) трубных марок стали (09ГСФ, 13ХФА) : Сборник трудов XIII международного конгресса сталеплавильщиков. - Москва - Полевской, 2014. - С. 59 - 64.

20. Development and implementation of plate production technology based on the application of concast clabs at the "Azovstal" / A.A. Bulyanda, A.A. Kurdjikov, O.V. Nosochenko // 3^rd European conference on Continuous Casting. - Madrid, 1998, P. 103 - 114.

21. Явойский В.И. Включения и газы в сталях. - М. : Металлургия, 1979. - 272 с.

22. Рябчиков И.В. Модификаторы и технологии внепечной обработки железоуглеродистых сплавов. - М. : Экомет, 2008. - 400 с.

23. Губенко С.И. Трансформация неметаллических включений в стали. - М. : Металлургия, 1991. - 224 с.

24. Михайлов Г.Г., Леонович Б.И., Кузнецов Ю.С. Термодинамика металлургических процессов и систем. - М. : Изд. Дом МИСиС, 2009. - 520 с.

25. Базылова Д.К., Быков П.О., Бегалиев Р.А. Анализ вариантов переработки шламов глиноземного производства Павлодарского региона // Материалы международной научной конференции молодых ученых, магистрантов, студентов и школьников "XVI Сатпаевские чтения". Т.14. - Павлодар : ПГУ имени С. Торайгырова, 2016. - С. 17 - 20.

Размещено на Allbest.ru