УДК 621.746.047:669.046.58
РАЗРАБОТКА НИЗКОФТОРИСТЫХ СОСТАВОВ ШЛАКООБРАЗУЮЩИХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ КОВШЕЙ С ТОРКРЕТИРОВАННОЙ ФУТЕРОВКОЙ СЛЯБОВОЙ МНЛЗ
© Е.П.Лозовский, С.В.Горосткин, С.А.Грудников, ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» В.Ф.Маркин, ООО «Шлаксервис»
В.П.Чернов, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова
Внедрение в технологию разливки на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) ОАО ММК промежуточных ковшей (ПК) с торкретированной (основной) футеровкой, с моноблоками, оборудованными корундографитовыми стопорами, и использование имеющихся шлакообразующих смесей (ШОС) с содержанием фтора 6-9% [1, 2] приводило к преждевременному износу торкретированного слоя ПК и к высокому износу стопоров моноблоков по шлаковому поясу. Вследствие этого снижается стойкость ПК и возникают аварийные ситуации (прогар ПК или выход из строя стопора моноблока). Использование таких ШОС в ПК с шамотной (кислой) футеровкой не приводило к интенсивному износу футеровки в районе шлакового пояса, а износ наборных (шамотных) стопоров не был критическим.
Разработка компонентного состава ШОС для применения в ПК с основной футеровкой слябовых МНЛЗ была осуществлена на основе материалов, применяемых при изготовлении гранулированных ШОС [3].
При изготовлении опытных ШОС в качестве исходных материалов использовали портландцемент марки 300, песок формовочный кварцевый, полевой шпат молотый, графит аморфный марки ГЛС3 и 4 и отходы производства гранулированных ШОС.
Определение температурных характеристик плавления ШОС (опытных № 1 и 2 и промышленной № 3) проводили на высокотемпературном нагревательном микроскопе фирмы Hesse-Instruments [4] (см. таблицу).
Как видно из таблицы, ШОС-1 и ШОС-2 отличаются от ШОС-3 пониженным содержанием фтора (2,9 и 3,4 против 7,9%, соответственно) и углерода (1,44 и 5,96 против 8,70%, соответственно). Различие по содержанию углерода в опытных смесях обусловлено необходимостью обеспечения непрерывной разливки стали всего марочного сортамента, от углеродистой до ультранизкоуглеродистой.
Вязкость опытной ШОС-1 и промышленной смеси ШОС-3 определяли в зависимости от температуры
вибрационным способом на вискозиметре Штенгель-мейера, установленном на нагревательной печи сопротивления Таммана. При температуре 1300 °С вязкость опытной ШОС-1 составила 0,82 Па-с, а промышленной ШОС-3 - 0,25 Па-с (рис. 1).
Из полученных данных видно, что вязкость ШОС-3 в интервале 1200-1400 °С изменяется от 0,48 до 0,14 Па-с. Вязкость ШОС-1 при температуре менее 1300 °С резко увеличивается до 7,7 Па-с, а в интервале температур 1300-1400 °С изменяется от 0,82 до 0,66 Па-с. Таким образом, при использовании ШОС-1 на поверхности жидкого металла образуется жидкий шлак при температурах выше 1300 °С и двухфазный шлак при температурах ниже 1300 °С. Такое поведение смеси уменьшает износ торкретированного слоя промежуточных ковшей по шлаковому поясу вследствие меньшего взаимодействия с футеровкой промежуточного ковша. Аналогичным образом ведет себя ШОС-2.
С целью изучения влияния состава смеси на износ торкретированной футеровки и стопоров моноблоков промежуточных ковшей были изготовлены несколько партий смесей следующего химического состава: фтор 2,5-4,0%, СаО/БЮ2 1,3-1,5, углерод не более 3% (ШОС-1) и 4-6% (ШОС-2). В контрольной ШОС-3 содержание фтора 6-10%, 0,8-1,2, углерода 6-10%. Испытания проводили на слябовых МНЛЗ ОАО ММК.
я
с
w
Р5
ШОС-3 ШОС-1
1100
1200 1300
Температура, °С
1400
Рис. 1. Зависимость вязкости лабораторных проб шлакообразующих смесей от температуры металла
Химический состав и температура плавления смесей
Тип смеси Химический состав, % СаO/SiO2 Температура плавления, °С
F Na2O + К2О MgO Al2O3 С
ШОС-1 2,90 3,72 5,7 7,12 1,44 1,39 1249
ШОС-2 3,40 4,40 5,1 9,90 5,96 1,40 1242
ШОС-3 7,90 4,78 2,7 4,95 8,70 1,19 1173
8
6
4
2
0
Рис. 2. Износ стопоров по шлаковому поясу при использовании ШОС-1 (а); ШОС-2 (б); ШОС-3 (в)
С использованием данных смесей было разлито свыше 10 серий плавок. Количество плавок в серии на один ПК 6-12, разлитого металла 2100-4400 т, время работы ПК 8-12 ч. Марочный сортамент разливаемой стали с использованием ШОС-1 - ультранизкоуглеродистые стали типа СаО/БЮ2, с использованием ШОС-2 -от низкоуглеродистых до трубных сталей (08пс, 08Ю ОСВ и ВОСВ, 3сп, 3пс, 20, 13Г1С-У, 17Г1С-У и т.д.).
Во время испытаний опытных ШОС для сравнительной оценки износа защитного слоя футеровки и стопоров моноблоков по одному из ручьев использовали контрольную ШОС-3, а по другому - опытную ШОС-1 или ШОС-2. При визуальной оценке шлак в ПК был жидкоподвижным, образования твердой корки (крыши) на поверхности металла при испытаниях опытных и контрольной смесей не наблюдалось.
Рис. 3. Износ торкретированного слоя промежуточных ковшей по шлаковому поясу при использовании ШОС-1 (а); ШОС-2 (б); ШОС-3 (в)
После разливки серии плавок на ПК проводили осмотр состояния его футеровки и моноблоков с ко-рундографитовыми стопорами. Износ торкретированного слоя ПК по шлаковому поясу при использовании опытных ШОС-1 и ШОС-2 составлял 40-70% первоначальной толщины, износ стопоров моноблоков -8-20% первоначального диаметра. С использованием контрольной ШОС-3 при продолжительности разливки серии плавок свыше 8 ч износ торкретированного слоя футеровки ПК был 100%, а также происходило « частичное разъедание бетонного (броневого) слоя ПК; « износ стопоров моноблоков составил 80-90%. §
При использовании опытных ШОС-1 и ШОС-2 ^ износ корундографитовых стопоров моноблоков зна- | чительно меньше: 30% против 80% (рис. 2). Такой из- < нос стопора по шлаковому поясу приводит к выходу 5
из строя, прекращению разливки по данному ручью и выводу МНЛЗ на перезапуск.
Кроме того, сравнили износ торкретированной футеровки по шлаковому поясу при использовании опытных смесей ШОС-1 и ШОС-2 (рис. 3, а, б) и контрольной ШОС-3 (рис. 3, в).
Из рис. 3 видно, что применение опытных ШОС-1 и ШОС-2 приводит к значительно меньшему (20-30%) износу торкретированной футеровки по шлаковому поясу, чем при использовании контрольной ШОС-3 (износ 90-100%).
Кроме того, с использованием ШОС-2 провели испытания по увеличению времени работы ПК с торкретированной футеровкой, оборудованного моноблоками с корундографитовыми стопорами, до 12 ч (по ТИ 101-СТ-ККЦ-10-2003 не более 8 ч). В этом случае износ защитного торкретированного слоя ПК составил до 40-60%, а износ стопоров моноблоков 15-20%.
Выводы. Разработано два состава шлакообразую-щих смесей, которые были изготовлены на участке ООО «Шлаксервис» и испытаны в промежуточном ковше слябовых МНЛЗ в ККЦ.
По результатам испытаний данные опытные смеси были рекомендованы для использования в промежуточных ковшах на слябовых МНЛЗ.
В настоящее время шлакообразующие смеси данных составов внесены в технологическое инструкцию ККЦ ОАО ММК (ТИ 101-СТ-ККЦ-10-2003) и ООО «Шлаксервис» (ТИ 38203001-ШС-01-2006). На комбинате шлакообразующую смесь № 1 (ШОС-11 по ТИ) используют при разливке ультранизкоуглеродистых сталей типа 1Б СаО/БЮ2, а смесь № 2 (ШОС-12 по ТИ) - при разливке остального металла.
Библиографический список
1. Приготовление гранулированных шлакообразую-щих смесей. Технологическая инструкция ТИ 101-СТ-ККЦ-10-2003. ОАО ММК. Магнитогорск, 2003.
2. Патент РФ 2165822. Шлакообразующая смесь / Ног-тев В.П., Сарычев А.Ф. и др.
3. Чуркин А.С., Юрьев Б.П., Цикарев Ю.М., Никоненко Е.А. Изучение превращений в процессе подготовки и при использовании шлакообразующих смесей // Сталь. 2000. № 5. С. 19.
4. Меняйло А.В., Горосткин С.В., Казаков А.С., Лозовский Е.П. Разработка составов шлакообразующих смесей для промежуточных ковшей сортовых МНЛЗ // Сб. тр. ЦЛ ОАО ММК. Совершенствование технологии в ОАО ММК. 2006. Вып. 10. С. 98-103.
Экспресс-информация
На НТМК отметили 30-летие цеха с уникальным ассортиментом продукции, строительством которого руководили первые лица страны и региона
На Нижнетагильском металлургическом комбинате (ОАО НТМК, входит в «Евраз Груп») в конце 2007 г. прошли праздничные торжества в честь 30-летия цеха прокатки широкополочных балок - самого молодого прокатного подразделения НТМК и крупнейшего в России производителя цельнокатаных балок с параллельными и широкими полками для промышленного и гражданского строительства зданий, мостов, портовых сооружений. Применение таких металлоконструкций снижает затраты на сооружение объектов от 15 до 40%. В настоящее время в цехе прокатки широкополочных балок (ЦПШБ) выпускается более 40 видов продукции, среди них есть и уникальные металлические профили, которые не производит больше ни одно предприятие в Европе.
Цех заменил 7 заводов металлоконструкций и дал народному хозяйству около 20 млн руб. экономии в год. С его пуском ассортимент проката в стране вырос более чем на 70 профилей и 400 профилеразмеров. Возведение цеха было объявлено Всесоюзной ударной стройкой, на объекте трудились более 5 тысяч человек, они переместили миллионы тонн грунта, смонтировали тысячи тонн технологического оборудования. Пусковой комплекс цеха возглавлял главный инженер треста «Тагил-строй» Э.Россель, а курировал сооружение важного объекта первый секретарь Свердловского обкома КПСС Б.Ельцин. Оба руководителя строительства впоследствии неоднократно посещали ЦПШБ в статусе губернатора Свердловской области и первого Президента России.
До конца юбилейного года в цехе должно быть прокатано свыше 1,5 млн т готовой продукции - коллектив подразделения
СО
о решил повторить свой производственный рекорд пятилетней давности.
» Региональный центр корпоративных отношений «Урал»
>
с
ш
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.