Технология производства, качество слитка и проката малоуглеродистой полуспокойной стали

В настоящее время полуспокойную сталь этого вида раскисляют в печи и (или) ковше по той же технологии, что и для кипящей стали. При раскислении металла в ковше разрешается применять ферромарганец с содержанием кремния не более 1,1—1,2%. Кроме ферромарганца, для раскисления стали с содержанием углерода до 0,08% в ковше применяют чушковый алюминий в количестве до 100 г/т.

Разливку металла производят сифоном по одинаковой с кипящей сталью технологии в уширенные книзу изложницы. Скорость разливки стали составляет 0,25—0,45 м/мин. Отмечается, что надлежащее качество слитка полуспокойной стали такого варианта раскисления можно достичь только в том случае, когда металл хорошо кипит в процессе наполнения изложниц. Дополнительное регулирование окисленности кипящей стали, содержащей <0,10% С, по ходу разливки осуществляется (при необходимости) путем ввода алюминиевой дроби в количестве до 50 г/т или подвешивания на стенках изложниц алюминиевых прутков (20—80 г/т).

Уже в начале освоения этой технологии было установлено, что для получения стабильного качества проката, особенно толстого листа, необходима тщательная дозировка количества присаживаемого в центровую алюминия. Наиболее стабильные результаты но раскисленности этой стали получены на заводе «Запорожсталь», где металл разливается в крупные слитки (массой 13—18 т), установленные на трех- или четырехместных поддонах, а расход алюминиевой дроби в центровую (90—490 г/т) корректируется в зависимости от содержания углерода и марганца в стали, окислеиности конечного шлака, емкости мартеновских печей, температуры металла на выпуске и скорости разливки.

Ввод алюминиевой дроби или порошка под струю в центровую начинают за 50—150 мм и заканчивают за 5—10 мм до заданного уровня налива металла в изложнице.

Количество алюминия для первого поддона устанавливается исходя из необходимости получения нормально раскисленного слитка полуспокойной стали, которая по типовой технологической инструкции должна характеризоваться продолжительностью искрения металла после закрытия стопора в течение 15—75 с и образованием выпуклой или плоской поверхности головной части слитка без крупных наплывов.

По данным, раскисление стали 08пс алюминиевой дробью в два приема (в центровую и спустя 1—30 с после закрытия стопора на зеркало металла) позволяет значительно увеличить количество слитков с оптимальной раскисленностью и уменьшить отсортировку холоднокатаных листов по расслою.

Слитки полуспокойной стали после наполнения ею изложниц не накрывают крышками. Это позволяет сократить время пребывания состава у разливочной площадки после разливки с 30—40 мин до 5 мин и таким образом увеличить пропускную способность разливочного пролета.

Типичный слиток нормально раскисленной полуспокойной стали с раскислением в центровой имеет рассредоточенную усадочную раковину (до 23% от верхнего торца), надежно изолированную от атмосферы пузыристым металлическим «мостом» (рис. 78). Под усадочной раковиной имеется рыхлость, распространяющаяся вглубь слитка до 60% от верха.

Периферийная зона имеет плотную корочку толщиной 20—25 мм и сотовые пузыри длиной 35—55 мм. Вторичные пузыри не наблюдаются.

По макроструктуре периферийной зоны рассматриваемый слиток идентичен закупоренному слитку кипящей стали, а по внутренней структуре и строению «моста» — слитку полуспокойной стали с ковшовым вариантом раскисления.

В указанном слитке четко выявляются зоны осевой и внеосевой неоднородности, характерные для полуспокойной стали ковшового варианта раскисления. Особенностью слитка полуспокойной стали с раскислением в центровой является наличие на серном отпечатке темпоокрашенных зон в самой верхней («мост») и нижней (у литника) частях.

Максимальные концентрации ликвирующих примесей наблюдаются в подусадочной области, минимальные— в корковой зоне слитка.

По химической неоднородности слиток полуспокойной стали с раскислением в центровой существенно превосходит слиток кипящей стали (табл. 72).

Как отмечают авторы, при вводе в слиток кипящей стали алюминия резко изменяется характер неметаллических включений. В стали 08пс совершенно отсутствуют оксиды и оксисульфиды, но наблюдаются шпинели и алюминаты (глинозем). При этом содержание шпинелей возрастает, а глинозема — снижается от нижней к верхней части слитка. Среднее но ширине слитка суммарное количество неметаллических включений в стали 08пс примерно на 1,5—2 балла по ГОСТ 1778—62 ниже, чем в стали 08кп.

Неоднократное исследование макроструктуры слябов из сталей 08пс и Ст.3пс на заводе «Запорожсталь» показало, что в раскатах слитков нормально раскисленной стали грубые нарушения сплошности наблюдаются на расстоянии 5% от верхнего торца при наличии на нижележащих горизонтах отдельных неокисленных и чистых по неметаллическим включениям трещин, которые полностью завариваются при дальнейшей прокатке на тонкий лист. В раскате слитка кипящей стали эти дефекты зачастую наблюдались на расстоянии до 8,5—10% от верхнего торца, что в сочетании с повышенной химической неоднородностью определило меньший по сравнению со слитком полуспокойной стали выход годного проката (головная обрезь 5—15% против 4—6%).

По качеству поверхности горячекатаные и холоднокатаные листы из кипящей и полуспокойной стали с раскислением в центровой практически не различаются

Переход на производство полуспокойной стали такого типа вместо кипящей позволил уменьшить в 2—3 раза и более отбраковку тонких листов по расслоениям на заводе «Запорожсталь» и у потребителя металлопроката.

Листы из полуспокойной стали с раскислением алюминием в центровой имеют более высокую, чем из кипящей стали, однородность механических свойств по раскату слитка и от плавки к плавке, что обеспечивает уменьшение количества отклонений от требований стандартов по значениям временного сопротивления и относительного удлинения.