CC BY
407
МЕТАЛЛУРГИЯ СТАЛИ
УДК 621.74.047
Крылова Е.А., Столяров A.M., Мошкунов В.В., Потапова М.В.
ХИМИЧЕСКАЯ НЕОДНОРОДНОСТЬ НЕИРЕРЫВНОЛИТОГО СЛЯБА ИЗ ТРУБНОЙ ОСОБОНИЗКОСЕРНИСТОЙ СТАЛИ
Аннотация. В работе изучается зональная химическая неоднородность слябовой заготовки из трубной особонизкосерни-стой стали марки БАШЬ 485 ЕЛ. Приведены данные об изменении степени зональной химической неоднородности различных химических элементов по толщине непрерывнолитого сляба. Наибольшую склонность к ликвации проявляет сера даже при условии особо низкого ее содержания в трубном металле.
Ключевые слова: непрерывная разливка, трубная сталь, сера, низкое содержание, сляб, химическая неоднородность.
ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» является крупнейшим в России производителем горячекатаного листа для изготовления прямошовных труб большого диаметра, используемых при строительстве подводных трубопроводов. Сортамент трубного металла постоянно совершенствуется и расширяется. В настоящее время производится трубная сталь марки 01\1\/ ЭАУУЬ 485 РО, отличающаяся особонизким (не более 0,0015 %) содержанием серы и узкими пределами других примесей. В кислородно - конвертерном цехе трубная сталь разливается на слябовой МНЛЗ криволинейного типа с вертикальным участком фирмы «ЭМб-Оетад» [1-2]. Машина имеет один ручей, вертикальный участок протяженностью около 2,7 м, базовый радиус изгиба технологического канала, равный 11 м. Зона вторичного охлаждения насчитывает 15 сегментов. На участке с шестого по пятнадцатый сегменты при помощи автоматизированной системы МНЛЗ выбирается участок технологического канала, обычно состоящий из двух смежных сегментов, на котором сляб подвергается мягкому обжатию [3-6]. В работе изучается зональная химическая неоднородность слябовой заготовки из трубной особонизко-сернистой стали.
Трубная сталь марки 01\1\/ ЭАУУЬ 485 РО имела в маркировочной пробе следующий химический состав (%):С -0,055,81 - 0,088, Мп - 1,73, Б - 0,0012, Р - 0,0075, Сг - 0,050, N1 - 0,286, Си - 0,223, 1\1Ь - 0,044, Мо - 0,119, N - 0,007, А I-0,033.
В процессе разливки стали марки 01\1\/ ЭАУУЬ 485 РО отливались слябы с размерами поперечного сечения 300*2600 мм. Температура ликвидус металла составила 1519 "С. В течение разливки температура металла в промежуточном ковше изменялась от 1539 до 1542 "С. Из кристаллизатора МНЛЗ слябы вытягивались со средней скоростью 0,74 м/мин. Мягкое обжатие заготовок производилось в 13 и 14 сегментах зоны вторичного охлаждения на величину 3,2 мм. После окончания разливки из осевой части одного сляба была отобрана поперечная проба. Для возможности надежного крепления при проведении химического анализа металла проба была разрезана по высоте на несколько частей (рис. 1). Центральная часть пробы была механически обработана и протравлена (на рис. 1 она выглядит осветленной).
По толщине сляба - на различном расстоянии от верхней стороны заготовки был проанализирован химический состав металл с использованием эмиссионного
спектрометра SPECTROLAB М8А. Анализ производился в двух точках на каждом горизонте с последующим усреднением результатов. После получения результатов анализа металла была рассчитана степень зональной химической неоднородности литого металла по формуле [7]
О Крьиова Е.А., Столяров A.M., Мошкунов В.В., Потапова М.В., 2017
Рис. 1. Вид составных частей осевой поперечной пробы из непрерывнолитого сляба особонизкосернистой стали марки 01\1\/ ЭАУУЬ 485 РО: г, Р- верхняя и нижняя стороны заготовки
[Е],~[Е](> [Е],
где г]Е - степень зональной химической неоднородности примеси Е , %;
[Е], - содержание данной примеси в исследуемой ¡-й точке сляба, %;
[Е]п - среднее содержание примеси во всех 25 исследованных точках, %.
На рис. 2 приведено изменение степени зональной химической неоднородности нескольких химических элементов: углерода, серы и фосфора по толщине непре-рыв-нолитого сляба.
Из рисунка видно, что в краевых частях сляба расположены зоны металла с отрицательной химической неоднородностью, в которых содержание примесей посте-
МЕТАЛЛУРГИЯ СТАЛИ
пенно увеличивается в направлении от краев (г и Р) к центру заготовки. Зона положительной неоднородности располагается в центральной части сляба и имеет ширину 15-30 % от толщины заготовки. Центр этой зоны находится на расстоянии 49,3 % от верхнего края сляба или стороны малого радиуса. Эти данные подтверждаются нахождением в этом месте осевой рыхлости в виде участка повышенной растравимо-сти металла (рис. 3).
Максимальное содержание серы в центральной части заготовки оказалось равным 0,0020 %, что превышает максимально допустимый уровень постандарту.
40 30 20
10 □
-10
-20 70 60 50 40 30 20 10 о -10 -20 -30 60
so
40 30 20 10 о
Углерод
Сера
Фосфор
10 20 30 40 50 60 70 ВО 90
-Расстояние от верхнего края сляба, %
Рис. 2. Изменение зональной химической неоднородности углерода, серы и фосфора по толщине сляба из стали марки 01\1\/ ЭАУУЬ 485 РО
На рис. 4 приведены сравнительные данные о величинах минимальной отрицательной, максимальной положительной, а также суммарной степени зональной химической неоднородности разных химических элементов в литом металле. Из этих данных видно, что рассмотренные элементы по уменьшению склонности к зональной неоднородности можно упорядочить следующим образом:
сера (78,6 %), углерод (64,8 %), фосфор (58,1 %), ниобий (48,1 %);
кремний (16,4 %), алюминий (15,4 %), медь (13,3 %); марганец и никель (по 9,3 %), молибден (8,4 %), хром (7,7 %).
Таким образом, при изучении зональной химической неоднородности литого металла по толщине сляба установлено, что сера является самым ликвирующим элементом даже при очень низком ее содержании в трубной стали марки 01\1\/ ЭАУУЬ 485 РО.
Рис. 3. Осевая рыхлость в центральной части слябовой заготовки
16,4
-2,5 "1,5
48,1 39,7
п! .□■ ,01
В
Рис. 4. Сравнительные данные о химической неоднородности непрерывнолитого сляба
из особонизкосернистой стали: □- минимальная отрицательная зональная
химическая неоднородность; Ш- максимальная положительная зональная
химическая неоднородность; суммарная зональная химическая неоднородность
Список литературы
Опыт эксплуатации новой одноручьевой слябовой МНЛЗ с вертикальным участком / СБ. Прохоров, Б.А. Сарычев, A.C. Казаков, В.В. Мошкунов, A.M. Столяров // Сталь. 2012. №7. С. 9-11.
Колесников Ю.А., Буданов Б.А., Столяров A.M. Металлургические технологии в высокопроизводительном конвертерном цехе: учеб. пособие. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск, гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2015. 379 с.
Столяров A.M., Мошкунов В.В., Казаков A.C. Мягкое обжатие слябов при разливке трубной стали на криволинейной МНЛЗ с вертикальным участком. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск, гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2012.116 с.
Влияние режима мягкого обжатия на макроструктуру непрерывнолитых слябов разной толщины / И.О. Басак, A.M. Столяров, В.В. Мошкунов, A.C. Казаков // Теория и технология металлургического производства. 2015. №1(16). С. 44-47.
Мошкунов В.В., Столяров A.M. Снижение осевой химической неоднородности трубной стали в результате мягкого обжатия непрерывнолитого сляба // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2012. №2 (38). С. 24-25.
2
3
4
5
№1 (20). 2017
21
6. Мошкунов В.В., Столяров A.M. Влияние мягкого обжатия 7. Столяров A.M., Селиванов В.Н. Технологические расче-
на макроструктуру слябовой непрерывнолитой заготовки ты по непрерывной раз-ливке стали: учеб. пособие,
из трубной стали // Вестник Магнитогорского государ- Магнитогорск: ГОУВПО «МГТУ», 2011.67 с. ственного технического университета им. Г.И. Носова. 2012. №4 (40). С. 45-47.
Сведения об авторах
Крылова Евгения Александровна - магистрант кафедры технологии металлургии и литейных процессов Института металлургии, машиностроения и материалообработки ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». E-mail: mchmVvmagtu.ai
Столяров Александр Михайлович - д-р техн. наук, проф. кафедры технологии металлургии и литейных процессов Института металлургии, машиностроения и материалообработки ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». E-mail: [email protected]
Мошкунов Владимир Викторович - канд. техн. наук, инженер НТЦ ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат»
Потапова Марина Васильевна - канд. техн. наук, доц. кафедры технологии металлургии и литейных процессов Института металлургии, машиностроения и материалообработки ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». E-mail: [email protected]
INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH
CHEMICAL INHOMOGENEITY OF THE CONTINUOUS SLAB MADE OF THE PIPE ULTRA LOW SULPHER STEEL
Krylova Evgenia Alexandrovna - master degree student of Technology of Metallurgy and Foundry Processes Department, Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation. Phone: 8(3519)29-85-73. E-mail: [email protected]
Stolyarov Alexander Mikhailovich - D.Sc. (Eng.)Professor of Technology of Metallurgy and Foundry Processes Department, Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation. Phone: 8(3519)29-85-73. E-mail: [email protected]
Moshkunov Vladimir Viktorovich - Ph.D. (Eng.), engineer. Scientific and Technical Center of OJSC "MMK"
Potapova Marina Vasilyevna - Ph.D. (Eng.), Associate Professor of Technology of Metallurgy and Foundry Processes Department, Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation. Phone: 8(3519)29-85-73. E-mail: [email protected]
Abstract. Zonal chemical inhomogeneity of the continuous casted slab made of DNV SAWL 485 FD (pipe ultra low sulfur steel) lias being studied. Data about the change in the degree of zonal chemical inhomogeneity of different chemical elements along the slab is presented. Sulfur has the greatest propensity to liquation, even when its content is extra low in the metal.
Keywords: continuous casting, pipe steel, sulfur, low content, slab, chemical heterogeneity ♦ ♦ ♦
Ссылка на статью:
Химическая неоднородность непрерывнолитого сляба из трубной особонизкосернистой стали / Крылова Е.А., Столяров A.M., Мошкунов В.В., Потапова М.В. // Теория и технология металлургического производства. 2017. №1(20). С. 20-22.
Krylova Е. A., Stolyarov A.M., Moshkunov V.V., Potapova M. V. Chemical inhomogeneity of the continuous slab made of the pipe ultra low sulpher steel. Teoria I telmologia metallurgiheskogo proizvodstva. [The theory and process engineering of metallurgical production], 2017, vol. 20, no. 1, pp. 20-22.
