ВЕШКА
ЗИМА 1941 г
Т9АПРЕЛЯ 1943
лет
СТАЛЬНОЙ ИСТОРИИ
-»яг
-- III...
' - - эШ < ■ л
т 1
• -
Челябинский
металлургическии комбинат
СТАЛЬ
НЕОГРАНИЧЕННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ
/ / А-ДХ/ ГК1\
ТШШт
лет
БУДУЩЕЕ ЗА НАМИ
, м- ' , ■ - - „ •
Челябинский металлургический комбинат
УДК 621.746.554 ^
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ УТЕПЛЯЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ МЕЧЕЛ
ПРИ РАЗЛИВКЕ СТАЛИ СИФОННЫМ СПОСОБОМ* 65 лет
© А.Г.Левада, Д.Н.Макаров, В.И.Хяккинен, В.Д.Хвастунов
ОАО «Челябинский металлургический комбинат»
Решение проблемы ресурсосбережения в ОАО «Челябинский металлургический комбинат» напрямую связано со снижением расхода металла при его переработке, прежде всего при разливке. Для утепления головной части слитка на комбинате используют надставки, футерованные шамотным кирпичом. Оценка теплового баланса прибыльной части слитка показывает [1], что до 60% тепла теряется через боковую поверхность надставки и связано с прогревом футеровки, чугунных стенок надставки и последующим излучением в окружающее пространство. При открытом зеркале металла в надставке потери тепла могут достигать 25-30%. Это связано с тем, что шамотный кирпич имеет относительно высокую плотность, равную 2,0 кг/л, и не обеспечивает хорошей теплоизоляции. Масса кирпичной футеровки конусной надставки, в зависимости от массы слитка, составляет 150-320 кг, что приводит к значительным потерям тепла, связанным с прогревом огнеупоров и чугунной надставки и, в конечном итоге, к значительным потерям металла в виде головной обрези.
Как показывает опыт разливки стали в изложницы сифонным способом других предприятий [2, 3], замена кирпичной футеровки теплоизоляционными легковесными одноразовыми вкладышами позволяет, при эффективном утеплении зеркала металла, снизить величину головной обрези на 4,0-10,1 (здесь и далее абс. %).
В ОАО ЧМК проведены испытания огнеупорных теплоизоляционных плит марки МКРФТИВ-600 производства ОАО «Сухоложский огнеупорный завод». Опытные работы проводились в три этапа.
На первом этапе для оценки эффективности использования данного материала применяли стандартные надставки для шамотной футеровки, в которые устанавливали утепляющие плиты. В ходе экспериментов проводили разливку плавок подшипниковых сталей ШХ15В и ШХ15СГ, к которым предъявляются повышенные требования по качеству макроструктуры, по дефектам усадочного характера: усадочной ликвации (усадке), точечной неоднородности и центральной пористости. Следует отметить, что стали с содержанием углерода более 0,6%, в том числе подшипниковые, § имеют более широкий интервал кристаллизации, что ™ приводит к развитию большей усадочной раковины и. при затвердевании. Такой металл очень чувствителен ^ к любым отклонениям, связанным с ухудшением уте-| пления прибыльной части слитка.
с ш
5 * В работе принимали участие Л.А.Смирнова, Е.М.Комельков, О.Н.З
Разливку металла производили по действующей технологии в изложницы СС-6,2 с использованием шлакообразующих брикетов и последующим утеплением головной части утепляющей экзотермической смесью. Вид прибыльной части слитков после снятия надставок, футерованных шамотным кирпичом и плитами МКРФТИВ-600, представлен на рис. 1. После прокатки металла на квадрат 245 мм от головных частей опытных и рядовых слитков была отобрана головная обрезь для изучения распространения усадочной раковины с применением ультразвукового контроля
Рис. 1. Вид прибыльной части слитков массой 6,2 т после снятия надставок, футерованных шамотным кирпичом (1) и утепляющими плитами (2)
Рис. 2. Вид усадочной раковины при разливке стали в изложницы СС-6,2 с универсальной опытной надставкой, футерованной утепляющими плитами
[а, О.В.Белякова, Е.П.Кудрин и др.
и путем отбора проб для контроля макроструктуры на протравленных темплетах.
Контроль качества макроструктуры опытного металла, отлитого с использованием надставок, футерованных утепляющими плитами, на подшипниковом металле проводили в интервале, соответствующем снижению величины головной обрези на 1,0-8,0%. При снижении головной обрези до 4% параметры макроструктуры металла по дефектам усадочного характера, в частности по «точечной неоднородности», соответствующей баллу 2,0, не выходят за пределы допустимой величины (балл 3). На темплете, отрезанном на уровне, соответствующем снижению головной обрези на 6,5%, величина дефекта макроструктуры «точечная неоднородность» составляет 2,5 балла и практически приближается к браковочной величине (3,0 для подшипниковых сталей). Уменьшение величины головной обрези на 8,0% приводит к появлению дефекта в виде «усадки», являющегося браковочным. Таким образом, первые опытные плавки с использованием утепляющих плит показали, что при разливке подшипниковых сталей в изложницы для слитков массой 6,2 т величина головной обрези может быть снижена на 3-4% при обеспечении заданного качества макроструктуры металла.
На втором этапе, на основе положительных результатов предварительных испытаний, сложившихся на комбинате условий подготовки и разливки стали и имеющейся практики использования песчано-целлюлозных утепляющих плит, была разработана конструкция универсальной утепляющей надставки изложниц для слитков массой 6,2 т и 7 т (СС-6,2 и СС-7). При этом внесены изменения в конструкцию прибыльной надставки: стенки имеют минимальную конусность, что обеспечивает надежное крепление теплоизоляционных плит, установленных враспор; введены дополнительные элементы в конструкцию надставки и крепления, исключающие выпадение плит при длительной транспортировке составов и всплытие плит при наполнении прибыли металлом.
Третий этап работы заключался в проведении опытно-промышленных испытаний универсальных утепляющих надставок, футерованных плитами марки МКРФТИВ-600, с целью получения представительного массива данных о величине головной обрези и качестве макроструктуры металла, отработке технологии футеровки надставок, обслуживании изложниц в разливочном пролете, включая разливку стали и выдержку составов после разливки.
Трудоемкость футеровки надставок была вполне приемлемой, время на сборку одной надставки составило около 2 мин. В процессе опытно-промышленных испытаний утепляющих плит были проведены балансовые плавки со взвешиванием слитков - после разливки на складе холодных слитков и после прокатки на блюмы в прокатном цехе. При этом замеряли головную часть слитка и головную обрезь после прокатки на блюмы.
При разливке балансовых плавок стали 20 в изложницы СС-7 уровень наполнения надставок на полновесных слитках составлял 330-400 мм при высоте при-
быльной части застывшего слитка от 240 до 320 мм. По результатам взвешивания слитков двух балансовых плавок средняя масса слитка составила 6,72 т по сравнению со слитками, разлитыми в изложницы со стандартной надставкой (7 т). При разливке балансовых плавок стали 20 в изложницы СС-6,2 уровень наполнения надставок на полновесных слитках составлял 330-380 мм при высоте прибыльной части застывшего слитка 260-310 мм. По результатам взвешивания слитков двух балансовых плавок средняя масса слитка составила 6,32 т против 6,59 т на контрольной плавке стали 20, разлитой в изложницы со стандартной надставкой, футерованной шамотом. Благодаря незначительной конусности прибыльной части слитка, разлитого с опытными надставками, затруднений при стрипперовании слитков не наблюдалось.
Качество макроструктуры металла балансовых плавок в готовом сортовом прокате удовлетворяет требованиям нормативной документации (НД). Для изучения глубины расположения усадочной раковины для углеродистых сталей с содержанием углерода менее 0,6%, в частности стали 20, от головной обрези по высоте прибыли после прокатки на квадрат (245x245 мм) отбирали пробы на уровне, соответствующем снижению величины головной обрези на 3,5-8,0%. Изучение макроструктуры данных проб показало отсутствие браковочных дефектов макроструктуры усадочного характера. Так на пробе, соответствующей снижению головной обрези на 8%, точечная неоднородность оценивалась баллом 1 (по НД не более 4), центральная пористость - баллом 0,5 (по НД не более 4), по-дусадочная ликвация - баллом 0 (по НД не более 2). При сдаточном контроле металла браковочных дефектов макроструктуры усадочного характера также не было. Практически плоская поверхность прибыли (рис. 2) и отсутствие браковочных дефектов усадочного характера в пробах металла (квадрат 245 мм), отобранных на уровне снижения головной обрези на 8%, и в пробах сдаточного контроля в круге диам. 90 мм свидетельствуют о хорошем утеплении прибыли при совместном использовании теплоизоляционных вкладышей МКРФТИВ-600 и утепляющей экзотермической смеси УСП-1В [4], внедренной в производство в ОАО ЧМК в данный период.
На основе полученных данных были рассчитаны расходные коэффициенты. Практически на всех плавках, прошедших по назначению «блюминг - стан 780», были снижены расходные коэффициенты. Если взять две наиболее представительные группы подшипниковых сталей ШХ15 (калькуляционная группа 0428) и ШХ15СГ (калькуляционная группа 0429), то фактический средний расходный коэффициент на блюминге снизился на 47-50 кг/т, что соответствует снижению § уровня головной обрези на 3,7-4,0% и равносильно ? прокатке одного дополнительного слитка с плавки. Это первая экономическая составляющая использова- • ния универсальной утепляющей надставки. |
Второй существенной составляющей экономиче- < ского эффекта от применения утепляющих плит явля- 5
ется снижение расходного коэффициента металлоших-ты на выплавке в случае получения дополнительного слитка, либо уменьшение массы металлической части шихты при разливке одинакового количества слитков. С учетом потерь шихты, имеющих место в процессе дуговой плавки, это выразится в экономии лома, чугуна, легирующих ферросплавов и раскислителей.
Также следует отметить, что при использовании головной обрези легированных сталей происходит практически полное окисление легирующих элементов (Сг, Мп, и др.), т.е. применение собственных дорогостоящих отходов по сравнению с покупным ломом калькуляционной группы 2а неэффективно и приводит только к удорожанию продукции.
В
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.