Производство и применение полуспокойной стали в России и за рубежом » Ремонт Строительство Интерьер. Лесное дело и деревообработка.

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Производство и применение полуспокойной стали в России и за рубежом

29.10.2020

Полуспокойную бессемеровскую рельсовую сталь на отечественных заводах выплавляли еще до революции; производство ее сохранялось на Енакиевском металлургическом заводе до Великой Отечественной войны. Сталь раскисляли ферромарганцем и небольшим количеством алюминия. Во время разливки зеркало металла в изложнице заливали водой.

Однако только в середине пятидесятых — начале шестидесятых годов на ряде металлургических заводов приступили к разработке технологии и широкому освоению производства мало- и среднеуглеродистых полуспокойных сталей.

На заводе «Азовсталь» с 1955 г. было организовано производство слабораскисленной мартеновской полуспокойной стали Cr. 5 для шахтной стойки, а с 1958 г.— также стали М45 для рельсов узкой колеи. Раскисление этих сталей производили только ферромарганцем в ковше. Сталь при разливке (сифонной) вела себя, как перераскисленная кипящая — вяло кипела во время наполнения изложниц и образовывала рослую со «свищами» и наплывами головную часть. Тем не менее головная обрезь при прокатке слитков такой стали на блюминге составила 4—6% (для слитков спокойной стали 14—15%). В дальнейшем эти стали начали раскислять 45%-ным ферросилицием (1 кг/т) и алюминием (80—120 г/т) в ковше. В 1960—1963 гг. на этом заводе была разработана и освоена также технология производства стали Ст. 3пс с раскислением ферросилицием и алюминием в ковше для крупных фасонных профилей.

В последние годы для раскисления полуспокойной стали в ковше на заводе применяют только 45%-ный ферросилиций (1,4—1,6 кг/т для стали Ст. 3пс; 1,2 — 1,4 кг/т для стали Ст. 4пс и 0,9—1,1 кг/т для стали Ст. 5пс и М45пс).

На Кузнецком металлургическом комбинате в 1959 г. было освоено производство мартеновской полуспокойиой стали марок Ст. 5пс и Ст. 6пс для шахтной стойки и рельсов узкой колеи. Раскисление производили в ковше 45%-ным ферросилицием (1 кг/т) и алюминием (50 г/т). Головная обрезь при прокатке слитков полуспокойной стали на блюминге составляла 4—6% против 14—15% для спокойной стали. К 1964 г. на комбинате были дополнительно освоены полуспокойные стали 08пс, Ст. 3пс и Ст. 4пс с раскислением в ковше по такой же технологии (1—1,5 кг/т 45%-ного ферросилиция и 150 г/т алюминия) для толстого листа, фа сонного и сортового проката. С 1968 г. полуспокойные стали всех марок выплавляют с систематическим дораскислением головной части слитка алюминием при разливке сверху; расход алюминия в ковш при этом снижен.

На Енакиевском металлургическом заводе в 1958— 1959 гг. было освоено производство бессемеровской полуспокойной стали БСт. 5пс для арматуры периодического профиля и БСт. 6пс для рудничных рельсов типа Р18 и Р24. Обе стали раскисляли в ковше жидким ферромарганцем, а сталь БСт 5пс — еще 45%-ным ферросилицием (2,5 кг/т). Во время наполнения изложницы (разливка сверху) осуществлялась корректировка степени раскисленности алюминием (до 80 г/т). В настоящее время на заводе полуспокойные стали марок Ст.2—Ст.6пс выплавляют в основном в конвертерном цехе. Раскисление производят в ковше ферромарганцем (3,9—4,6 кг/т), 45%-ным ферросилицием (1,0—1,5 кг/т) и алюминием (0,05 кг/т). Из полуспокойной стали производят толстый лист, фасонный и сортовой прокат.

На Ждановском заводе им. Ильича в 1959 г. освоено производство толстолистовой (9—32 мм) мартеновской полуспокойной судовой стали со степенью раскисленности выше нормальной. Раскисление стали производили в ковше 75%-ным ферросилицием и алюминием. В настоящее время па заводе производят полуспокойную сталь марок Ст. 2пс—Ст. 6пс для тонкого и толстого листа. Сталь выплавляют в большегрузных мартеновских печах и кислородных конвертерах. Раскисление производят в ковше 45%- и 75%-ным ферросилицием (из расчета получения 0,07—0,11% Si в готовом металле) и алюминием.

В 1961 г. на Магнитогорском металлургическом комбинате начато производство полуспокойной стали марок МСт. 1пс—МСт. 5пс для фланцевых профилей, кругов (диаметром до 80 мм) и листов (толщиной до 20 мм) и марок 08—20пс — для тонкого листа и ленты. Сталь раскисляли ферросилицием в ковше из расчета получения содержания кремния в готовом металле 0,07—0,12% (впоследствии эти нормы были уточнены: 0,05—0,10%).

На заводе им. Петровского полуспокойную сталь начали выплавлять в конце 1961 г. К 1964 г. была освоена технология производства мартеновской (МСт. Зпс) и конвертерной (КСт. 3пс, КСт. 5пс, К20пс, КЛ53пс, КНпс, КТпс и КПТпс) сталей для швеллеров, балок, уголков, лемешной полосы, рудничных рельсов Р33, фасонного профиля для обода автомобиля ГАЗ-51 и катанки. Сталь раскисляют 45%-ным ферросилицием и алюминием в ковше.

Головная обрезь при прокатке слитков полуспокойной стали составляет 3—5% (для спокойной 14,5%).

В этот же период па заводе были начаты работы по освоению технологии производства полуспокойной стали Св. 08пс и Св. 08Апс с содержанием кремния до 0,07% для сварочной проволоки вместо кипящей стали аналогичных марок, для которой из-за высокой химической неоднородности около 30% заготовок использовалось на менее ответственные назначения. Опыт работы завода показал, что все заготовки из слитка полуспокойной стали указанных марок могут быть использованы по прямому назначению.

На Макеевском и Криворожском металлургических заводах в 1959—1963 гг. были проведены работы по разработке норм химического состава и освоению рациональной технологии производства полу-спокойной стали Ст. 5пс в арматуре периодического профиля диаметром 10—40 мм для железобетонных конструкций. В дальнейшем на этих заводах была внедрена также сталь Ст.3пс для фасонного и сортового проката.

Производство толстого (8—40 мм) листа из полуспокойной стали Ст.3пс было освоено в 1961—1963 гг. на Коммунарском металлургическом заводе. Сталь раскисляли в ковше вначале 45%-ным ферросилицием (2 кг/т) и алюминием (200—250 г/т), затем только 45%-ным ферросилицием (3,5—3,8 кг/т). В дальнейшем на этом заводе сортамент марок и проката из полуспокойной стали был значительно расширен; в 1968 г. уже производили лист толщиной 4—50 мм, круг диаметром до 120 мм и крупный фасонный прокат из стали Ст.3пс, профили для шахтной крепи из стали Ст.5пс, рельсы P18 и Р24 из стали Нпс и др.

В 1965—1971 гг. на металлургических заводах им. Петровского, Коммунарском, «Запорожсталь» им. Ильича, Криворожском, «Азовсталь», им. Дзержинского и Енaкиевском, а также на Кузнецком и Магнитогорском металлургических комбинатах проведены работы по освоению технологии производства полуспокойных сталей с повышенным содержанием марганца (18Гпс, Ст.3Гпс и Ст.5Гпс) в толстолистовом, фасонном и сортовом прокате для сварных конструкций. В конце шестидесятых годов металлургическими заводами Коммунарским и им. Петровского освоены также новые марки низколегированных полуспокойных сталей повышенной прочности с микролегированием ванадием (18ГФпс для горячекатаного и термоулучшенного толстого листа, фасонного и сортового проката в сварных конструкциях), ванадием совместно с азотом (18Г2АФпс и 15Г2АФДпс для нормализованного толстого листа в сварных конструкциях, 20Г2АФпс для горячекатаных профилей шахтной крепи), а также ниобием (10Бпс, 18Бпс и 18ГБпс для горячекатаного листового и фасонного проката в сварных конструкциях).

В 1953 г. на Выксунском заводе была разработана технология и освоено производство мартеновской штрипсовой полуспокойной стали вместо кипящей для производства труб печной стыковой сварки. Сталь раскисляли порошкообразным алюминием путем ввода его в центровую в количестве 0,4—0,5 кг/т в момент, когда металл в изложницах оказывался на 100—150 мм ниже заданного уровня наполнения. В результате перехода на такую технологию был устранен брак по расслою, характерный для штрипсов из кипящей стали. Расходный коэффициент металла снизился с 1,3 до 1,12 при производстве штрипсов и с 1,4 до 1,15 при производстве труб.

Аналогичная технология получения мартеновской полуспокойной стали марок Ст.3 и 08 для тонкого листа с раскислением алюминиевой дробью в количестве 200—450 г/т стали (в зависимости от содержания углерода) через центровую в конце наполнения изложниц металлом была освоена в 1959—1960 гг. ка заводе «Запорожсталь». Выход годного на слябинге при этом повысился на 2—3% по сравнению с кипящей сталью при неизменном выходе годного листа из слябов.

Исследования по разработке и внедрению аналогичной технологии производства полуспокойных сталей Ст.2 и Ст.4 для трубной заготовки были проведены в 1960 г, на Закавказском металлургическом заводе.

На Сулинском металлургическом заводе таким же способом с 1961 г. раскисляют полуспокойную сталь марок Ст.1пс и Ст.Зпс (для проволоки) и фосфористую (для гаечной полосы). В результате внедрения этой технологии увеличился выход годного проката на 2,5% и уменьшились простои волочильных станов вследствие обрывов проволоки из кипящей стали,

Таким образом, исследования и освоение технологии производства полуспокойных сталей в России вели с целью замены как спокойных, так и кипящих сталей. Определились два способа производства полуспокойной стали — с раскислением в печи и в ковше и с раскислением через центровую в конце наполнения изложниц металлом при сифонной разливке. Второй способ применялся при производстве низкоуглеродистой полуспокойной стали для тонкого листа, штрипсов и проволоки вместо кипящей.

Установлено, что полуспокойная сталь нуждается в более строгом контроле степени раскисленности, чем спокойная и кипящая стали; в противном случае возможна пораженность раската рванинами (недораскисленная сталь) или увеличенная пористость верхней части слитка и повышенная головная обрезь (перераскисленная сталь). Трудности освоения полуспокойной стали возрастают в условиях сифонной разливки и при отсутствии машин огневой зачистки стали в потоке. Вместе с тем более 60% полуспокойной стали производится на заводах, разливающих сталь сифонным способом и не имеющих таких устройств.

В настоящее время полуспокойную сталь широко производят на 17 крупных металлургических заводах России. Масса слитка, как правило, >7 т. Наиболее крупными производителями полуспокойной стали с раскислением в печи и (или) ковше в 1970 г. являлись заводы: «Азовсталь» (24,5%), Енакиевский (30,5%), Коммунарскый (33,9%), Криворожский (11,4%) и Магнитогорский металлургический комбинат (9,3%). Максимальный объем выплавки полуспокойной стали с раскислением в центровой достигнут на заводе «Запорожстальх (78,2% от общего объема производства углеродистой стали).

До внесения в Государственные стандарты углеродистые полуспокойные стали в России производили не техническим условиям или в соответствии со специальными разрешениями Государственного комитета стандартов, мер и измерительных приборов России. В 1958—1960 гг. в ГОСТ 1050—58 и 380—60 была предусмотрена возможность производства ряда сталей полуспокойными. В 1965—1966 гг. в ГОСТ 380—60 были внесены полуспокойные стали марок Ст.0, Ст.1, Ст.2, Ст.3, Ст.4, Ст.5, Ст.6 и Ст.7 и регламентированы нормы их химического состава и механических свойств. При пересмотре указанного стандарта в него были включены дополнительно полуспокойные стали с повышенным содержанием марганца марок Ст.3Гпс и Ст.5Гпс.

Кроме ГОСТ 380—71 и 1050—60, нормы химического состава и механических свойств иолуспокойных сталей установлены в стандартах на корпусную свариваемую сталь для судостроения, листовую сталь для котлостроения и сосудов, работающих под давлением, сталь для котельных связей, а также в ряде стандартов на металлопродукцию и технических условий.

Применяют прокат из полуснокойных сталей в строительстве (сварные металлические и железобетонные конструкции), тяжелом, энергетическом, химическом, нефтяном, сельскохозяйственном машиностроении, автомобилестроении, угольной и горнорудной промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Начало широкого распространения производства полуспокойных сталей за рубежом (особенно, в США) может быть отнесено к сороковым годам XX в. В 1946 г. более чем на 30 металлургических заводах США (в том числе на 25 заводах для строительных профилей, на 19 — для толстого листа) выплавляли полуспокойную сталь. На ряде крупных металлургических заводов США доля углеродистых полуспокойных сталей в пятидесятых годах составляла 10—20% и более от общей выплавки. В США выплавляли полуспокойную сталь состава: 0,06—0,37% С; 0,3—1,10% Mn; до 0,12% Si. Такая сталь использовалась при производстве тонких и толстых листов для мостостроения, судостроения, котлостроения, магистральных трубопроводов, конструкционных фасонных профилей (в том числе для строительства мостов и высотных зданий), сортового проката, штрипсов для сварных труб, проволоки, метизов и т. д. На заводах, специализировавшихся на производстве толстого листа, доля полуспокойной стали составляла 30—90%.

Сталь раскисляли в печи и в ковше или только в ковше ферросилицием и ферромарганцем или силикомарганцем. В некоторых случаях (при использовании стали для штрипсов и проволоки) сталь раскисляли в ковше ферросилицием и алюминием. Для доведения до необходимой степени раскисленности с целью получения слитка со слегка выпуклой головной частью в сталь во время разливки добавляли алюминиевую дробь. Дробь вводили непрерывно но мерс наполнения изложницы в верхнюю часть слитка. Полуспокойную сталь разливали сверху с большой скоростью (до 15 т/мин). На ряде заводов сталь разливали в бутылочные изложницы. Выход годного проката на обжимных станах составлял около 90%. Значительное количество полуспокойной стали производили па ряде заводов Англии, в основном для судового и котельного листа, а также для сортового и фасонного проката и метизов. Диапазон химического состава полуспокойных сталей был также довольно широким: 0,08—0,30% С; 0,50—1,00% Mn; до 0,12% Si. Сталь обычно раскисляли в ковше ферромарганцем, ферросилицием или силикомарганцем. Алюминий (15—50 г/т) применяли, как правило, для корректировки раскисленности в конце наполнения изложниц металлом. Разливали сталь на одних заводах сверху, на других — сифоном, преимущественно в изложницы бутылочной формы. При сифонной разливке в слитках наблюдались подкорковые пузыри размером 8—10 мм, которые вскрывались при нагреве в колодцах. Однако благодаря огневой зачистке в потоке поверхность листов получалась без дефектов. Выход годного проката составлял -90%.

По последним сведениям, в 1966—1969 гг. в Англии производилось полуспокойной стали примерно столько же (7644, 5—7986,3 тыс. т), сколько спокойной (6901—9382,5 тыс. т) и кипящей (8614,1—8646,4 тыс. т).

Производство полуспокойной стали получило довольно широкое распространение в ФРГ и составляло около 10% от общего выпуска стали. На заводе в Оберхаузене, где производство полуспокойной стали началось с 1953 г., около 50% всей стали выплавляли в виде полуспокойной, на заводе в Ильзе-де-Пейне — более 20%, а на одном заводе — даже около 80%. На заводе в Оберхаузене выплавляли полуспокойную сталь с содержанием 0,09—0,20% С; 0,4—1,0% Mn; 0,02—0,08% Si для судового и котельного листа (толщиной до 25 мм), сварных труб (толщиной до 15 мм), арматуры, сортовых профилей (толщиной до 60 мм), электродной проволоки. В некоторых случаях сталь подвергали нормализации для повышения ударной вязкости. Полуспокойную сталь раскисляли в ковше ферромарганцем и ферросилицием или силикомарганцем. Алюминий добавляли в ковш только при производстве стали с содержанием углерода <0,10%. Разливали сталь сверху в 16-т листовые изложницы бутылочной формы со скоростью до 7,5 т/ми и. Считалось, что более интенсивное охлаждение верхней части слитка при такой форме изложниц препятствовало прорыву жидкой стали (при недораскисленности металла) и связанному с этим развитию сотовых пузырей. Вместе с тем более толстый «мост» лучше предохранял поверхность усадочной раковины (при перераскисленности металла) от окисления. При разливке полуспокойной стали в такие изложницы выход годных слябов оказался на 8% выше, чем при разливке спокойной стали, и составлял 90,5%. При прокатке слитков на блюмы выход годного составил 91% и оказался на 1,5% выше, чем для кипящей стали.

На заводе в Ильзеде-Пейне раскисление проводили в ковше с таким расчетом, чтобы во время разливки можно было ограничиться только небольшой корректировкой раскисленности алюминием. В ковш вводили 1,8 кг/т 45%-ного ферросилиция и 0—0,05 кг/т алюминия. Сталь разливали на слитки массой 4—7 т. Полуспокойную сталь использовали для производства фасонного проката. Отмечались затруднения при производстве крупных балок из слитков массой 12—14 т вследствие образования сотовых пузырей.

В томасовском цехе завода фирмы «Август Тиссенхютте» для увеличения выхода годного проката почти всю сталь для производства балок производили в виде полуспокойной. Сталь имела следующий состав: 0,06— 0,12% С; 0,35—0,70% Mn; 0,05-0,07% Si. Частичное раскисление стали осуществляли в ковше присадкой 75%-ного ферросилиция в количестве 1,35 кг/т. Ферромарганец вводили в конвертер перед скачиванием шлака. В случае необходимости степень раскисленности регулировали алюминием в процессе разливки. Сталь разливали сверху со скоростью 0,8—1,6 м/мин на слитки массой от 6 до 12 т.

Во Франции полуспокойную сталь начали производить позднее, чем в США и Англии, и в начале шестидесятых годов ее выплавляли в количестве около миллиона тонн в год в основном для толстого листа. Производили полуспокойную сталь с содержанием 0,06—0,37% С. Отмечается, что при производстве полуспокойных сталей, к которым предъявляются требования по ударной вязкости при низких температурах, отношение содержания марганца к углероду должно быть выше пяти, а содержание кремния 0,03—0,08%. Нa заводе Монт-Сек-Мартен в 1951 г. начали производить полуспокойную сталь для листов толщиной 9—40 мм следующего состава: 0,15—0,21% С; 0,45—0,65% Mn; 0,09—0,13% Si. Сталь раскисляли в печи ферромарганцем, а в ковше — 75%-ным ферросилицием в количестве 0,2% от массы металла. Раскисленность металла корректировали добавлением 10—20 г/т алюминия. Алюминий присаживали в конце наполнения изложницы при разливке стали (сверху) для получения слегка выпуклой головы слитка. Поверхность и макроструктура листов были удовлетворительными, а механические свойства аналогичны свойствам листов спокойной стали. Имеются указания на применение другой технологии производства полуспокойной стали, когда сталь до разливки раскисляли частично, а окончательное раскисление проводили по результатам наблюдения за первым слитком; добавка алюминия в изложницу в этом случае достигала 300 г/т.

В Японии производство полуспокойных сталей начало развиваться в конце пятидесятых годов. Heкоторое представление об объеме производства полуспокойных сталей на металлургических заводах Японии, а также об их сортаменте дает статья группы французских металлургов, ознакомившихся с работой кислородно-конвертерных цехов Японии в 1968 г. По этим данным, на заводах в Шиба («Кавасаки стил»), Нагол («Токай Айрон энд Стил»), Вакаяма («Сумитомо Мета, Йидастрис»), Хирохата («Фуджи Айрон энд Стил») производящих в основном тонкий и толстый лист, выплавляют соответственно 30, 20, 10—15 и 50% полуспокойной стали (и только 5, 10, 20 и 10% спокойной), а и заводах в Сакаи («Явата Айрон Энд Стил») и Кавасаки («Ниппон Кокан»), производящих сортовой металл, тонкий лист, сварные и бесшовные трубы, катанку, -соответственно 30—35% и 20% (спокойной стали 1 и 30%). Таким образом, большая часть полуспокойной стали в Японии используется для изготовления листа различной толщины и изделий из него. Доля спокойной стали на большей части названных заводов ниже, чем полуспокойной. Полуспокойная сталь, применяемая для изготовления толстого листа, содержала 0,11—0,27% С; 0,59—0,95% Mn; 0,07—0,10% Si. Раскисление стали производили в ковше кремнием и алюминием Разливали сталь сверху со скоростью 0,5—0,7 м/мин В литературе приводится и другой состав полуспокойной стали для листа: 0,21—0,27% С; 0,30— 0,60% Mn; 0,5—0,15% Si, а также 0,11—0,19% С; 0,54—0,93% Mn; 0,02—0,10% Si.

Производство полуспокойных сталей организовано в Бельгии для толстолистового проката, Швеции, Канаде. По сообщению С.Н. Быстров, полуспокойные стали широко производят на всех металлургических заводах Индии как для сортового проката (содержание углерода до 0,26%), так и для рельсов (содержание углерода 0,5—0,6%).

В ряде зарубежных стран производят также полуспокойные стали с повышенным содержанием марганца и микродобавками редких элементов. Так, в ФРГ выплавляют малоуглеродистые полуспокойные стали MZ80 (0,08—0,14% С; 0,8—1,1% Mnf 0,03—0,08% Si, <0,040% S и <0,04% Р) и М290 (0,14—0,20% С; 0,9—1,2% Mn; 0,03—0,08% Si <0,040% S и <0,040% Р), которые успешно применяют вместо спокойных в ответственных сварных строительных металлоконструкциях и как корпусные стали. Стали такого состава производят в США, Англии и Швеции; причем используют их в основном в судостроении.

Полуспокойные стали с повышенным (до 1,5%) содержанием марганца включены в Национальный стандарт Англии на стали, применяющиеся для изготовления резервуаров, работающих под давлением в нефтяной и нефтехимической промышленности, а также для сварных строительных конструкций. Имеются сведения? что фирма «Апплеби Фродингем» производит листовые малоуглеродистые полуспокойные стали, содержащие 0,10—0,25% С и до 1,5% Mn.

В зарубежных странах, особенно в США, Англии и Японии, широко применяется ниобий (0,01%) для получения хорошо свариваемой полуспокойной стали повышенной прочности, содержащей до 0,25% С и 1,5% Mn и используемой в строительстве трубопроводов, промышленных и жилых зданий, судостроении и машиностроении. Указанные стали имеют предел текучести 31,5—42 кгс/мм2 и временное сопротивление 42,0—52,5 кгс/мм2 при удовлетворительной пластичности. Как правило, ниобийсодержащие полуспокойные стали поставляются в горячекатаном прокате толщиной до 10—12,7 мм, обычно при контролируемой прокатке. Для более толстого проката применяется нормализация.

Несмотря па значительное удорожание металла за счет микролегирования ниобием в количестве до 0,05% (примерно на 15%) при производстве полуспокойной стали повышенной прочности вместо спокойной, экономия средств (за счет снижения расхода металла в металлоконструкциях и на металлургических заводах) составляет в условиях США —35%.

Ванадий для микролегирования полуспокойной стали за рубежом применяется реже, чем ниобий, что, видимо, объясняется большей дефицитностью ванадия и высокой стоимостью его ферросплавов.

B Англии рекомендовано изготавливать стали с пределом текучести до 45 кгс/мм2 и критической температурой хрупкости, определенной на образцах Шарпи с острым надрезом, до -50° С полуспокойными с повышенным содержанием марганца и с ниобием или ванадием. При этом сталь с ниобием рекомендуется производить в горячекатаном состоянии с возможно более низкой температурой конца прокатки, а с ванадием — в нормализованном состоянии.

В Японии разработаны и производятся свариваемые стали с нитридным упрочнением как спокойные, так и полуспокойные. Полуспокойные стали с упрочнением нитридами ванадия наряду со спокойными включены в Национальные стандарты США. Имеются сведения о том, что некоторые фирмы в Англии приступили к производству спокойных и полуспокойных малоперлитных сталей с микродобавками ванадия и ниобия при обычном или повышенном содержании азота.

В социалистических странах полуспокойную сталь начали производить только в конце пятидесятых годов. Ho материалам металлургической секции СЭВ, доля полуспокойной стали по отношению к общей выплавке составила в 1960 г.: в ГДР 1%; в ПНР 2%; в ВНР 10% (включая закупоренную кипящую сталь) и в Чехии 1,2%.

В Чехии проводили широкие исследования полуспокойных сталей. Сталь производили как с раскислением в ковше, так и с раскислением во время разливки (сифонной) алюминиевой дробью через центровую в конце наполнения изложниц металлом. Последняя технология подобна внедренной в России на заводах Выксунском, «Запорожсталь» и Руставском. Исследована также технология раскисления полуспокойиой стали в изложницах при разливке сверху, когда алюминий вводили иод струю в конце наполнения изложницы металлом. Полуспокойную сталь использовали для арматуры периодического профиля, спиральнощовных труб, полосы, штрипсов, электродной проволоки, белой жести, шахтной крепи, тонкого листа.

На металлургическом комбинате им. Готвальда в г. Остраве полуспокойную сталь для спиральношовных труб (0,14—0,20% С; 0,6—1,0% Mn; 0,02—0,11% Si) раскисляли в ковше 75%-ным ферросилицием и ферромарганцем. Во время разливки сверху (слитки массой 9,6т) на зеркало металла добавляли ферросилиций из расчета 1—2 кг на слиток и заливали водой.

Ha Тршинецком заводе полуспокойную сталь для арматуры (0,24—0,33% С; 0,50—0,70% Mn; <0,10% Si) раскисляли в ковше 75%-ным ферросилицием (1,2 кг/т) и алюминием (0,1 кг/т). Во время разливки сверху (на слитки массой 8 т) производили корректировку раскисленности алюминиевой дробью в количестве нe более 0,5 кг/т. Зеркало металла после наполнения изложниц также заливали водой. Отмечается, что выход годного проката на блюминге составил 92%.

При производстве кипящей стали для тонколистовой полосы на Витковицком заводе верхняя часть слитка не могла быть использована по прямому назначению. Это послужило причиной перехода на производство тонкой полосовой стали по технологии, предусматривающей ввод алюминиевой дроби (~350 г/т) через центровую за 100—150 мм до конца наполнения изложниц кипящей сталью. Опыты по применению такой технологии при производстве круглых слитков для производства бесшовных труб были проведены на металлургическом комбинате им. Готвальда.

Производство полуспокойной стали с содержанием углерода до 0,3% в основном для сортового и листового проката освоено в ПНР; сталь раскисляли обычно в ковше 75%-ным ферросилицием и алюминием.

Производство полуспокойной стали освоено также па металлургических заводах BНP для тонкого и толстого листа и строительных профилей, а в ГДР — для холоднокатаной полосы и листа, в том числе для судостроения.

К слиткам полуспокойной стали прежде нередко относили все промежуточные между спокойной и кипящей сталью структуры, получаемые при той или иной степени газовыделения во время разливки, включая и закупоренную кипящую сталь, хотя в ряде работ четко разграничивали полуспокойную и закупоренную кипящую сталь.

Механическое закупоривание кипящей стали получило широкое распространение за рубежом (особенно в США), где оно осуществляется путем разливки кипящей стали в изложницы бутылочного типа.

На отечественных заводах опыты с изложницами бутылочного типа проводили в 1940—1941 гг. и 1945— 1947 гг., а затем в более широких масштабах в конце пятидесятых — начале шестидесятых годов. Однако этот способ закупоривания, обеспечивающий получение самой низкой головной обрези при прокатке слитков на обжимных станах, не получил промышленного распространения вследствие затруднении, возникающих при разливке металла с некроющим или подтекающим стопором, а также вследствие разгара горловины бутылочных изложниц, что приводило к заклиниванию слитков. Кроме того, при разливке в изложницы бутылочного типа обычной кипящей стали существенно уменьшается толщина здоровой корки (если не принимаются специальные меры для ее утолщения), что увеличивает трудоемкость зачистки, особенно при отсутствии средств но зачистке металла в потоке. Стойкость бутылочных изложниц несколько меньше, чем обычных сквозных, и их чистка затруднена.

Широкое применение на отечественных металлургических заводах получило химическое закупоривание, которое не создает перечисленных затруднений и исключает необходимость накрывания слитков тяжелыми крышками. Впервые исследования по химическому закупориванию кипящей стали алюминием были проведены в 1940—1941 гг. на Макеевском заводе и в 1945—1946 гг. — на Магнитогорском комбинате. На Магнитогорском металлургическом комбинате этот способ был внедрен, и в 1948 г., было отлито 800 тыс. т химически закупоренной стали. В дальнейшем производство химически закупоренной стали было прекращено и только после длительного перерыва (до 1959 г.) химическое закупоривание снова начали применять нa ряде металлургических заводов.

Некоторое применение химическое закупоривание нашло за рубежом. Слиток химически закупоренной кипящей стали имеет беспузыристую корку (характерную для обычного слитка кипящей стали), затем зону кипения (меньшей ширины, чем в обычном слитке) и центральную зону, по своей структуре близкую к слитку полуспокойной стали.

Основным преимуществом полуспокойной стали по сравнению со спокойной является, как отмечалось, увеличение на 8—10% выхода годного проката из слитка за счет уменьшения головной обрези при прокатке слитков на обжимных станах.

Важным преимуществом производства полуспокойных сталей является также возможность существенного увеличения пропускной способности дворов (цехов) изложниц и разливочных пролетов (наиболее узких мест при производстве стали) в результате исключения прибыльных надставок, сокращения продолжительности разливки, а также уменьшения выдержки составов в разливочном пролете после окончания разливки. При производстве углеродистой полуспокойной стали вместо спокойной существенно сокращается расход ферросилиция и алюминия а также расход изложниц. Некоторые авторы отмечают, что переход на выплавку полуспокойных сталей сопровождается сокращением длительности плавки. Считается, что слитки из полуспокойной стали имеют меньшую тенденцию к образованию трещин.

Увеличение выхода годного, снижение расхода раскислителей, переход на уширенные книзу изложницы без прибыльных надставок, отсутствие необходимости в утепляющих засыпках обеспечивает снижение себестоимости проката при замене спокойной стали полуспокойной.

Замена кипящей стали полуспокойной позволяет существенно повысить однородность свойств проката, а также облегчить труд разливщиков. В некоторых случаях такая замена кипящей (не закупоренной) стали позволяет увеличить выход годного проката за счет снижения головной обрези при прокатке слитков на 1—3%, а иногда (на крупных слитках) — на 3—5%.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: