Влияние скорости разливки на структуру стали полуспокойной стали и качества проката » Ремонт Строительство Интерьер. Лесное дело и деревообработка.

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Влияние скорости разливки на структуру стали полуспокойной стали и качества проката

29.10.2020

Скорость разливки существенно влияет на структуру слитка, выход годного проката и качество поверхности раската. Большинство авторов считает, что увеличение скорости разливки (как сверху, так и сифонной) способствует улучшению поверхности промежуточного профиля, так как уменьшает пораженность корковой зоны слитка пузырями.

Т. Като приводит эмпирическую формулу зависимости ширины зоны сотовых пузырей (d, мм) в слитке полуспокойной стали от содержания кремния ([% Si]) и скорости разливки (v, мм/с):
Влияние скорости разливки на структуру стали полуспокойной стали и качества проката

Авторы считают, что минимальная пораженность раската слитка дефектами, связанными с подкорковыми пузырями, получается при соблюдении следующего соотношения между содержанием кислорода в пробах металла из изложницы ([% О]изл) и скоростью разливки сифоном (vp, м/мин);

Исследованиями установлено, что при повышении скорости разливки полуспокойной стали уменьшается глубина залегания и протяженность зоны подкорковых пузырей по высоте слитка.

Вместе с тем авторы отмечали, что скорость разливки значительно влияет на структуру слитка и качество поверхности промежуточного профиля только для недораскисленной полуспокойной стали.

Некоторые авторы высказали соображения, что скорость разливки полуспокойной стали следует в той или иной степени ограничить для улучшения качества поверхности (связанного с расположением подкорковых пузырей) и увеличения годного проката. Однако эти высказывания относились в основном к сифонной разливке.

Способ разливки полуспокойной стали в разных странах и на разных предприятиях определяется главным образом тем, какой способ разливки применяется вообще, так как использование в одном цехе разных способов разливки стали для различных видов стали не может рассматриваться как рациональная практика. На заводах США, Японии, ФРГ, Индии и др. сталь, в том числе и полуспокойную, разливают в основном сверху.

По данным Л. Силлимана, А. Джексона, Я.А. Шнеерова, при сифонной разливке образование подкорковых пузырей получает большее развитие (их количество и размеры больше, а зона — шире). В то же время Е. Нечко и И. Тейндл считают, что при сифонной разливке обеспечивается лучшая поверхность проката, а М. Грушка и Я. Уржичарж отмечают, что возможность осуществления при сифонной разливке подкачки металла (при заливке верха слитка водой) позволяет получать более высокий выход годного проката. Кроме того, по их мнению, разливка сверху вынуждает производить полуспокойную сталь со степенью раскислениости ниже оптимальной.

По данным отечественной практики, качество поверхности промежуточного проката из полуспокойной стали при разливке сифоном, как правило, хуже, чем из спокойной, а при разливке сверху — наоборот.

По данным, на MMK при разливке сверху трудоемкость зачистки слябов из спокойной стали составляла 0,386 чел-ч/т, а из полуспокойной — 0,275 чел-ч/т. Вместе с тем, затраты на зачистку слябов из полуспокойной стали при разливке сифоном на Коммунарском металлургическом заводе были примерно в 1,4 раза выше, чем для спокойной.

Способ разливки может влиять на структуру слитка через скорость наполнения изложниц, а также температуру стали на выпуске, которая при сифонной разливке, естественно, выше (1590—1620°С), чем при разливке сверху (1570—1590°С).

Большинство авторов считает, что отклонение от оптимальной температуры разливки отрицательно влияет на качество слитка полуспокойной стали. В частности, отмечается, что высокая температура разливки неблагоприятно влияет на пораженность слитка подкорковыми пузырями. Л. Силлиман показал, что при температуре выше оптимальной (на заводе в Буффало в США 1560° С) выход годного проката уменьшается независимо от степени раскисленности полуспокойной стали.

Для полуспокойной стали так же, как и для других видов стали, высокая температура разливки способствует образованию трещин на слитке и повышению износа изложниц и поддонов. Однако отмечается, что полуспокойная сталь менее чувствительна к отрицательному влиянию температуры на образование горячих трещин, чем спокойная.

Полуспокойную сталь, как правило, разливают в сквозные изложницы, которые применяют и для кипящей стали, поэтому масса слитков полуспокойной стали различна (от 0,3 до 20 т и более). Общая тенденция к увеличению массы слитка наблюдается и для полуспокойной стали. Поэтому данные по заводам США в 1946 г. несколько изменились.

В начале пятидесятых годов считалось, что полуспокойную сталь следует разливать на небольшие слитки, так как быстрая кристаллизация металла в этом случае способствует получению плотного коркового слоя, улучшению качества поверхности и высокой химической однородности слитков. Существовало также мнение, что в крупных слитках образование подкорковых и сотовых пузырей получает меньшее развитие.

Авторы установила, что переход на отливку крупных слитков (20 т вместо 4 т) способствовал стабилизации степени раскисленности полуспокойной стали вследствие меньшего развития явления вторичного окисления во время наполнения изложниц, что позволяет снизить расход раскислителей. Кроме того, при увеличении массы слитка и сопутствующего этому увеличению отношению площади поперечного сечения к высоте уменьшается объем усадочной раковины, которая в большей мере компенсируется крупными пузырями. Авторы показали, что, чем больше отношение высоты слитка к толщине и чем меньше отношение ширины к толщине, тем меньше (при определенной степени раскисленности стали) глубина усадочной раковины. «Мост» металла над усадочной раковиной в крупных слитках обычно толще, чем в мелких.

Авторы отмечают, что с увеличением площади сечения изложницы увеличивается длина подкорковых пузырей и их расстояние от поверхности, а с увеличением толщины и высоты слитка полуспокойной стали уменьшается толщина «моста».

Установлено, что при увеличении толщины слитка низкоуглеродистой полуспокойной стали несколько уменьшается протяженность по высоте зоны сотовых пузырей, их количество и длина.

В.Ф. Поляков, сравнивая макроструктуру слитков полуспокойной стали нормальной степени раскисленности массой от 0,25 до 10 т, установил, что в мелких слитках (до 1 т) усадочная раковина встречается всегда и распространяется на глубину до 40% от высоты слитка, а в крупных — наблюдается не всегда и глубина ее расположения не превышает 25% от головного торца слитка.

Пo данным, в слитках массой 16—20 г величина усадочной раковины, протяженность зоны сотовых пузырей в головной части слитка, а также ширина пораженного подкорковыми пузырями слоя заметно меньше, чем в 4-т слитках.

Установлено, что степень ликвации элементов в крупных слитках полуспокойной стали невелика, с этих позиций увеличение массы слитка не должно встречать возражений.

Внутренние стенки сквозных изложниц, применяющихся для разливки кипящей и полуспокойной стали, большей частью имеют гладкую поверхность.

На заводах США практикуется разливка полуспокойной стали в изложницы с волнистыми стенками. Отмечается, что замена такими изложницами гладкостенных способствовала некоторому снижению объема зачистки слябов. Сообщалось, что некоторое увеличение расхода изложниц (вследствие уменьшения стойкости) на одном из заводов ФРГ при переходе на разливку полуспокойной стали в изложницы с волнистыми стенками компенсировалось увеличением выхода годного проката. Применение уширенных книзу изложниц с волнистыми стенками получило некоторое распространение па отечественных металлургических предприятиях (ММК, KMК, заводы им. Ильича, Череповецкий, им. Дзержинского, Макеевский, Енакиевский, Челябинский) для слитков массой 8—22 т.

Как уже отмечалось, в практике зарубежных металлургических заводов, особенно США, нашли широкое применение бутылочные изложницы для разливки кипящей стали с целью уменьшения химической неоднородности слитка и увеличения выхода годного проката. Такие изложницы используют и для разливки полуспокойной стали.

В связи с недостаточными (а иногда, противоречивыми) данными о влиянии способа и скорости разливки на структуру слитка и качество проката из полуспокойной стали на ряде металлургических заводов России проведены исследования по повышению скорости наполнения изложниц при разливке полуспокойной стали сифоном и сверху.

Сифонная разливка. Как показано выше, максимальная степень раскисленности полуспокойного металла ограничена требованием обязательного искрения металла после наполнения изложниц на протяжении не менее 10 с. Однако это не гарантирует от образования в слитке, особенно в верхней его части, подкорковых пузырей, которые могут быть источником образования рванин на поверхности раскатов. Если длительность искрения металла превышает 40 с, то возможно образование подкорковых пузырей, не удаляемых при нагреве и прокатке слитков, по всей высоте. В связи с этим на практике основным видом дефектов слябов из полуспокойной стали при разливке ее сифоном с обычной скоростью (0,25—0,35 м/мин) являются, даже при оптимальной степени раскисленности, рванины от вскрывшихся при нагреве подкорковых пузырей. Слябы с этими дефектами составляли около 70% от общего количества слябов, нуждающихся в зачистке (для сравнения приведены данные для спокойной стали):

Исследование было также вначале проведено на листовых слитках полуспокойной стали Ст.3пс при сифонной разливке (Коммунарский завод). Скорость разливки в пределах плавки варьировали путем изменения числа изложниц па поддоне. Степень раскисленности во время разливки стали не корректировалась. Длительность искрения металла после наполнения изложниц составляла 10—15 с. Общее содержание кислорода в пробах металла, отобранных вовремя наполнения изложниц, составило 0,0134—0,171 %. Увеличение скорости разливки в исследованных пределах (0,1—0,8 м/мин) привело к значительному уменьшению размеров подкорковых пузырей и ширины зоны их расположения (рис. 19, 20). Толщина здоровой корки практически не изменялась с увеличением скорости разливки и составила не более 1 мм по всей высоте слитка. При скорости разливки ~0,8 м/мин ширина пораженного пузырями коркового слоя не превышала 3—4 мм, что позволяло даже при прокатке листовых слитков, как правило, избежать на раскате дефектов, связанных со вскрытием пузырей вследствие их удаления с окалиной, кроме верхней части (до 20% от головного торца), где в слитке имелись пузыри большого размера типа сотовых, которые являлись источником упомянутых дефектов. При нормальной величине головной обрези, которая не должна превышать 5%, заготовки нуждались в зачистке. Отсутствие надлежащего адъюстажа, а также машин для огневой зачистки металла в потоке, что характерно для заводов с сифонной разливкой стали, предопределило тенденцию к улучшению качества поверхности раскатов слитков путем повышения степени раскисленности стали. Это увеличивало вероятность перераскисления и получения в связи с этим увеличенной головной обрези.

Увеличение скорости сифонной разливки приводило к уменьшению количества слябов, нуждающихся в зачистке из-за рванин (рис. 21). Однако уже при скорости разливки 0,45 м/мин общее количество дефектных слябов становилось выше минимального в условиях этого завода вследствие значительного увеличения их пораженности рванинами от трещин. При скорости разливки 0,35—0,45 м/мин наблюдались не только наименьшее количество дефектных слябов, но и минимальный расходный коэффициент металла на блюминге и брак на первом переделе (табл. 10).


Увеличение скорости разливки требовало соответственного понижения температуры металла. Как показано ниже, уменьшению пораженности слябов продольными трещинами способствовало применение изложниц с волнистыми стенками.

Однако применение таких изложниц Jie приводило к полному устранению трещин на слитках, т. е. не могло компенсировать недостаточное понижение температуры металла при увеличении скорости разливки.

При исследовании влияния скорости сифонной разливки полуспокойной стали на структуру корковой зоны слитка и качество поверхности раската, проведенном на заводах «Азовсталь» и им. Петровского, были получены такие же закономерные связи.

На заводе «Азовсталь» разливка полуспокойных сталей Ст.3пс и Ст.5пс на слитки квадратного сечения массой 7,1—7,4 т производилась со скоростью 0,20— 0,35 м/мин. При увеличении скорости разливки до 0,30—0,42 м/мин (диаметр стакана увеличили с 55—60 до 70 мм) уменьшилась пораженность раскатов грубыми рванинами и снизился расходный коэффициент металла на блюминге (табл. 11).

Дальнейшее увеличение скорости разливки до 0,65— 0,80 м/мин было достигнуто путем уменьшения числа изложниц на одном поддоне каждой опытной плавки с 8 до 4 (при использовании стакана диаметром 70 мм). Изучение структуры коркового слоя, проведенное по угловым темплетам после глубокого травления и продольным разрезам слитков, показало, что длина подкорковых пузырей и ширина их зоны при этом заметно уменьшились (табл. 12).

Слитки, отлитые с увеличенной скоростью, характеризовались меньшей головной обрезью на блюминге и лучшим качеством поверхности верхней трети раскатов крупного фасонного профиля (двутавровая балка № 30—55, уголок размером 200х200х20 мм, швеллер № 16—30). Проведенные на заводе «Азовсталь» исследования показали целесообразность увеличения скорости сифонной разливки полуспокойной стали до 0,8 м/мин.

Завод им. Петровского является типичным представителем заводов, осуществляющих прокатку сравнительно крупных профилей (швеллер № 22—24, балка № 20—22) из слитка квадратного сечения массой 5,2 т без промежуточного нагрева заготовки, что исключает возможность ее зачистки перед прокаткой на готовый профиль. В этих условиях наличие грубых дефектов на головной части раската неизбежно приводит к увеличению головной обрези или брака.

Как показано ниже, увеличение скорости разливки полуспокойной стали Ст.3пс с 0,29 до 0,48 м/мин и на этом заводе позволило существенно снизить брак проката но рванине от пузыря.

Опыт повышения скорости разливки до 0,7 м/мин показал возможность еще в большей степени уменьшить размеры подкорковых пузырей в слитках стали Ст.3пс на горизонтах 25,50 и 90% от верха. Однако па горизонте, соответствующем 5% от верха слитка, размеры пузырей не зависели от скорости наполнения изложниц.

Высокая оптимальная скорость сифонной разливки (0,7—0,8 м/мин), полученная на заводах «Азовсталь» и им. Петровского по сравнению с данными Коммунарского завода, объяснялась более низкой температурой металла на выпуске, другой конфигурацией сечения слитка (квадратный вместо листового) и меньшей его массой (5—7 вместо 8,5—12,5 т).

Дальнейшие исследования показали, что при разливке сифоном и сверху со скоростью 0,8 м/мин, при которой имелась возможность сравнить оба способа, наблюдался одинаковый характер расположения подкорковых пузырей в слитках полуспокойной стали (рис. 22).

При разливке сверху с такой скоростью обеспечивалось получение мелких подкорковых пузырей круглой формы диаметром 1—3 мм, удаляемых с окалиной. Однако в верхней части слитка (5—10% от верхнего торца) наблюдались сотовые пузыри длиной 25—30 мм (рис. 22). Это подтверждало значительное влияние на качество поверхности слитка полуспокойной стали скорости, а не способа разливки.

Разливка сверху. Для изучения влияния повышения скорости разливки >0,8 м/мин на качество слитков полуспокойной стали на Коммунарском металлургическом заводе была проведена серия опытных плавок стали Ст.3пс с разливкой сверху через стаканы диаметрами 45, 50, 60 и 70 мм. Линейная скорость разливки изменялась от 0,74 до 1,88 м/мин.

Сталь раскисляли в ковше. Корректировку раскисленности во время наполнения изложниц проводили только на отдельных плавках алюминием в количестве 10—40 г/т. Температура стали на выпуске составляла 1560—1610°С.

Опыт производства этих плавок подтвердил преимущества разливки стали сверху но сравнению с сифонной: сокращение времени на подготовку составов для разливки примерно в два раза, увеличение выхода годного благодаря отсутствию центровых и литников на 0,8%, исключение потерь металла вследствие прорывов, возможность использования двухстопорных ковшей, сокращение продолжительности разливки на 15—45 мин (в зависимости от диаметра стакана).

В табл. 13 приведены данные о количестве дефектных слябов и характере дефектов на опытных плавках в зависимости от температуры металла на выпуске и для сравнения соответствующие данные за этот же период для обычных плавок, разлитых сифонным способом.

При увеличении диаметра стакана без соответствующего снижения температуры на выпуске, что имело место при проведении этой серии плавок, количество дефектных слябов увеличилось в основном за счет рванин от продольных и поперечных трещин (группа I). Вместе с тем на раскатах слитков после удаления головной обрези не было обнаружено рванин, связанных со вскрытием подкорковых пузырей.

При температуре выпуска <1600°С (группа II) количество дефектных слябов и брак на первом переделе находились на одном уровне с соответствующими показателями для стали, разлитой за этот же период привычным для завода сифонным способом (группа III). На отдельных плавках (при отсутствии перегрева металла) трудоемкость зачистки слябов при разливке полуспокойной стали сверху оказалась несколько ниже, чем при сифонной, так как площадь участков, пораженных рванинами от трещин, была, как правило, меньше, чем участков, пораженных рванинами от вскрытия пузырей.

Отсутствие на раскатах рванин от подкорковых пузырей свидетельствовало, что повышение скорости разливки полуспокойной стали позволяет решить задачу улучшения качества поверхности раската.

Это подтверждалось исследованиями но увеличению скорости разливки на Криворожском заводе, где полу-спокойную сталь обычно разливали сверху со скоростью 0,8 м/мин (через стакан диаметром 35 мм) при температуре на выпуске из печи в пределах 1570—1590° С (см. рис. 22).

При проведении исследований металл одного из ковшей (на двухжелобных мартеновских печах) разливали через стакан диаметром 60 мм, а другого 35 мм. Разливку проводили в обычные уширенные книзу изложницы с гладкими стенками. Средняя скорость наполнения изложниц металлом при разливке через стакан диаметром 60 мм составила 1,93 м/мин, а через стакан диаметром 35 мм 0,82 м/мин (табл. 14). При прокатке на квадрат 280х280 мм было установлено, что головная часть раскатов поражена рябизной в большей степени у слитков, отлитых через стакан диаметром 35 мм, когда на отдельных плавках наблюдались и рванины. Донная часть раскатов была поражена пленой в большей степени у слитков, отлитых через стакан диаметром 35 мм. Зачистке были подвергнуты только заготовки плавок, разлитых через стакан диаметром 35 мм.

Таким образом, было установлено, что при необходимой температуре нагрева полуспокойной стали разливка ее сверху с линейной скоростью около 2 м/мин позволяет улучшить качество поверхности раската, снизить обрезь и исключить необходимость в зачистке промежуточного профиля в условиях последующей прокатки заготовки на средне- и мелкосортных станах.

Дальнейшее подробное изучение совместного влияния скорости разливки сверху (при изменении ее в широком диапазоне — от 0,6 до 4,5 м/мин) и степени раскисленности полуспокойной стали марок Ст.3пс и Ст.5пс на структуру слитка и качество проката для установления соответствующих закономерных связей было осуществлено в конвертерном цехе этого же завода (конвертеры емкостью 115 т).

Изменение скорости разливки от 0,5—0,7 до 4,0—4,5 м/мин в пределах каждой плавки осуществляли путем регулирования открытия стопора при использовании сталеразливочного стакана диаметром 80 мм. Разную раскисленность металла опытных плавок обеспечивали изменением расхода 45%-ного ферросилиция в ковш (табл. 15).


Сразу после наполнения изложницы металлом специальными закрытыми пробницами отбирали пробы жидкой стали и измеряли ее температуру (термопарами ПP 30/6). В пробах химическим методом определяли содержание углерода, кремния, марганца и активного кислорода (табл. 15). Температура стали в изложницах составляла 1515—1530° С и в пределах плавки существенно не изменялась.

При повышении скорости разливки в пределах плавки несколько уменьшалась продолжительность искрения металла в изложницах. Характерно, что значительное увеличение скорости разливки влияет па форму поверхности головной части слитка в том же направлении, что и повышение степени раскисленности — она изменялась от выпуклой или плоской к вогнутой (рис. 23), при этом внутренняя структура слитка полуспокойной стали практически не изменялась. Независимо от скорости разливки в исследованных слитках полуспокойной стали наблюдалась более или менее рассредоточенная усадочная раковина, надежно изолированная от атмосферы пузыристым металлическим «мостом» толщиной 220 265 мм и заканчивавшаяся на расстоянии 23—25% от верхнего торца. Усадочная рыхлость распространялась на глубину 35—40%. Таким образом, не установлено влияние скорости разливки на внутреннюю структуру слитка полуспокойной стали. Слиток полуспокойной стали с вогнутой поверхностью, получаемый с высокой скоростью, отличается от аналогичного слитка по форме головной части в условиях разливки с обычной скоростью.

Поэтому форма поверхности головной части слитка при разливке с высокой скоростью не может быть надежным критерием оценки степени ее раскисленности. Таким критерием может служить только продолжительность искрения металла в изложнице после закрытия стопора, которая независимо от скорости разливки должна составлять 10—40 с.

Для подробного изучения структуры корковой зоны от 16 слитков массой 8,4 т, отлитых с разной скоростью, были вырезаны угловые темплеты на 20 горизонтах по высоте каждого из них.

На рис. 24 приведены результаты оценки угловых темплетов поверхностных слоев слитков полуспокойной стали Ст.3пс разной раскисленности, отлитых со скоростью 0,6; 1,5 и 4,0 м/млн. При обычной скорости разливки (1,5 м/мин) подкорковые пузыри наблюдались но всей высоте в слитке недораскисленной и на расстоянии до 20% от верха — в слитке нормально раскисленной стали. При скорости разливки 0,6 м/мин и для нормально раскисленной стали подкорковые пузыри имелись по всей высоте слитка. В слитках, отлитых со скоростью 4,0 м/мин, подкорковые пузыри для нормально раскисленной стали (0,08% Si) наблюдались только на горизонтах до 5%, а для недораскисленной (0,06% Si) — до 20% от верхнего торца. При скорости разливки 4 м/мин характер макростроения поверхностных слоев слитка недораскисленной стали был близок к соответствующим показателям для слитка нормально раскисленной стали при скорости разливки 1,5 м/мин. Следовательно, для получения одинаковой структуры корковой зоны слитка увеличение скорости разливки с 1,5 до 4,0 м/мин эквивалентно понижению содержания кремния примерно на 0,02%. Таким образом, повышение скорости разливки на 1 м/мин оказывало примерно такое же влияние на структуру поверхностных слоев слитка, как и увеличение содержания кремния в стали на 0,008%.



Данные по исследованным слиткам, представленные не по плавкам, а сгруппированные в зависимости от скорости разливки, наглядно иллюстрируют, насколько упрощается получение беспузыристой корковой зоны слитка при увеличении скорости разливки (рис. 25). При скорости разливки 4,0 м/мин колебания содержания кремния в стали до 0,02% могут влиять на образование дефектов на поверхности только в верхней части раскатов. При скорости наполнения изложниц 0,5—0,7 м/мин, которая может рассматриваться как возможный верхний предел скорости сифонной разливки, такие колебания степени раскисленности недопустимы, так как могут привести к образованию дефектов по всей длине раската.

При повышении скорости разливки в исследованных пределах количество продольных и поперечных трещин на слитках практически не изменилось, а плен — значительно уменьшилось.

Химический анализ проб жидкой стали из изложницы (табл. 15) показал, что при повышении скорости разливки содержание кремния в металле несколько увеличивается, а кислорода — соответственно снижается. Очевидно, это вызвано снижением интенсивности вторичного окисления струи и зеркала металла при увеличении скорости разливки.

Для оценки влияния повышения содержания кремния на структуру поверхностных слоев слитка стали Cт.3пс при увеличении скорости разливки использована зашита струи и зеркала металла аргоном (табл. 16).

Металл, разлитый в обычных условиях со скоростью 0,5 и 4,0 м/мин, искрил в изложницах в течение 40 и 25 с соответственно. Сталь в атмосфере аргона не искрила. Это свидетельствует о том, что искрение в изложнице происходит в результате сгорания в атмосферном кислороде капель стали, выбрасываемых выделяющимися из металла пузырями.

Результаты исследований (рис. 26) показали, что степень влияния повышения содержания кремния при увеличении скорости разливки на структуру поверхностных слоев слитка незначительна по сравнению с влиянием увеличения ферростатического давления металла в изложнице.

Увеличение скорости наполнения изложниц привело к уменьшению пораженности промежуточного проката рваниной и пленой. Это способствовало снижению головной обрези (табл. 17). Макро- и микроструктура проката при этом практически не изменились,

С увеличением скорости разливки незначительно снизилась химическая неоднородность готового проката по сере и углероду (содержание фосфора колебалось в пределах точности химического анализа), однако это практически не оказало влияния на уровень и однородность механических свойств полуспокойной стали по раскату слитка (см. табл. 17).


О благоприятном влиянии значительного повышения скорости разливки полуспокойной стали сверху на технико-экономические показатели работы сталеплавильных цехов и качество проката свидетельствует производственный опыт Криворожского металлургического завода. В период начала освоения производства полуспокойной стали ее разливку в мартеновском цехе проводили сверху через стакан диаметром 35 мм. В процессе совершенствования технологии разливки диаметр стакана был увеличен до 60 мм и затем —до 80 мм (табл. 18). Увеличение диаметра сталеразливочного стакана позволило значительно повысить среднюю линейную скорость разливки металла (с 0,8 до 3,4 м/мин). При этом значительно сократилась общая продолжительность разливки и снижена на 20 град средняя температура жидкой стали на выпуске. Это позволило уменьшить число плавок, разлитых с некроющим стопором, почти полностью исключить случаи приваривания слитков к поддонам и изложницам и увеличить стойкость ковшей. Брак на первом переделе по рванинам и плене при этом уменьшился на 0,3—0,4%.

Для дальнейшего увеличения скорости наполнения изложниц в последнее время проведено опытно-промышленное опробование разливки полуспокойной стали Ст.3пс и Ст.5пс через сталеразливочный стакан диаметром 100 мм на слитки массой 12,5 т. При этом средняя и максимальная линейные скорости разливки составили 3,8 и 4,8 м/мин (при работе по обычной технологии с использованием стакана диаметром 80 мм эти скорости 2,7 и 3,6 м/мин).

Общая продолжительность разливки при использовании стакана диаметром 100 мм, была уменьшена до 25—30 мин (на 30—40%). Такое увеличение скорости разливки требует снижения минимальной температуры жидкой стали перед выпуском с 1575 (сталь Ст.5пс) — 1580° С (сталь Ст.3пс) до 1560—1565° С.

Наблюдения за стрингированием свидетельствовали об отсутствии приваров слитков к поддонам и изложницам. Трещины на поверхности слитков также не наблюдались.

Опытно-промышленная проверка показала, что при переходе на разливку через стакан диаметром 100 мм брак на первом переделе снижается до 0,010—0,015% за счет уменьшения пораженности заготовок рваниной и пленой.

Таким образом, характер изменения структуры коркового слоя слитка полуспокойной стали при увеличении скорости разливки сифоном и сверху подчиняется количественно и качественно одним и тем же закономерностям: уменьшаются толщина здоровой корки, размеры и количество подкорковых пузырей, ширина и протяженность (по высоте слитка) зоны сотовых пузырен. Поэтому при повышении скорости наполнения изложниц улучшается качество поверхности раскатов, а следовательно, снижаются трудоемкость зачистки и брак на первом переделе.

Чем выше скорость разливки, тем в меньшей степени сказывается на структуре коркового слоя слитка недостаточная раскисленность полусиокойной стали, поэтому качество поверхности раската меньше зависит от возможных колебаний степени раскисленности металла. В связи с этим расширяются пределы допустимых колебаний степени раскисленности полуспокойной стали (в сторону ее уменьшения), необходимой для получения слитка нормальной структуры. Это позволяет повысить стабильность качества и свойств полусиокойной стали.

Ввиду того, что скорость наполнения изложниц при сифонной разливке в реальных условиях не может превышать 0,6—0,8 м/мин (нижний предел скорости разливки стали сверху), перевод полуспокойной стали на разливку сверху безусловно целесообразен. Разумеется, пере ход на разливку полуспокойной стали сверху на заводах, применяющих сифонную разливку, возможен только при условии перевода на такой способ разливки ста ли большинства марок, так как только в этом случае персонал приобретает опыт работы выпуска металла из агрегатов с более низкой температурой.

Учитывая возможные в производственных условиях колебания степени раскисленности полуспокойной стали, самая верхняя часть раскатов слитков (до 10% от верха) может иметь поверхностные дефекты, связанные с обнажением подкорковых пузырей, даже при высокой (4—4,5 м/мин) скорости разливки. В связи с этим для улучшения структуры корковой зоны самой верхней части слитка, которое при минимальной величине головной обрези гарантировало бы устранение необходимости зачистки раскатов, связанной со вскрытием подкорковых пузырей, целесообразна разработка дополнительных мер.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: