Краевые точечные загрязнения сортовой непрерывнолитой заготовки Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Раздел 2

УДК 621.74.047

Мурапталова Р.Р., Столяров А.М., Потапова М.В.

КРАЕВЫЕ ТОЧЕЧНЫЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СОРТОВОЙ НЕПРЕРЫВНОЛИТОЙ ЗАГОТОВКИ

Аннотация. В работе изучено качество макроструктуры сортовой непрерывнолитой заготовки, отлитой на МНЛЗ радиального типа. Установлены статистически значимые линейные зависимости между степенью развития краевых точечных загрязнений и ликвационных трещин и полосок, расположенных, в основном, в углах поперечного сечения заготовки, а также внутренних и поверхностных газовых пузырей.

Ключевые слова: непрерывная разливка, сортовая заготовка, макроструктура, внутренние дефекты, краевые точечные загрязнения.

Качество макроструктуры сортовой непрерывнолитой заготовки зависит от степени развития внутренних дефектов, одним из которых является дефект «Краевые точечные загрязнения». Данный дефект [1-2] представляет собой скопления ликвирующих примесей, расположенных в виде рассеянных точек в верхней половине поперечного сечения заготовки, отлитой на машине с изогнутой технологической осью. Он проявляется после глубокого травления металла и на серном отпечатке (рис. 1).

#

металла и основных параметрах отливки заготовок представлены в табл. 1.

Таблица 1

Химический состав металла и параметры разливки

Параметр Значение*

Содержание в металле, %: C 0,03 - 0,85

0,43

Si 0,01 - 1,74

0,23

Mn 0,30 - 1,87

0,61

S 0,001 - 0,114

0,005

P 0,002 - 0,111

0,009

N 0,002 - 0,013

0,008

А1 0,001 - 0,084

0,008

Температура металла в 1483 - 1567

промежуточном ковше, °С 1525

Скорость вытягивания заготовки, м/мин 1,7 - 2,9 2,2

Рис. 1. Краевые точечные загрязнения на серном отпечаткес поперечного темплета из сортовой непрерывнолитой заготовки

В работе предпринята попытка выявления связей краевых точечных загрязнений с другими внутренними дефектами сортовой непрерывнолитой заготовки. С этой целью был проанализирован массив производственных данных из 2323 темплетов. Поперечные темплеты были вырезаны из сортовых непрерывнолитых заготовок с размерами поперечного сечения 150x150 мм. Непрерывная разливка металла осуществлялась на пятиручьевых МНЛЗ радиального типа электросталеплавильного цеха ПАО «ММК» [3-5]. Данные о химическом составе разлитого

© Мурапталова Р.Р., Столяров А.М., Потапова М.В., 2017

* Числитель - интервал изменения, знаменатель - среднее значение

Из этих данных видно, что сортамент разлитого металла был очень широкий как по содержанию углерода в стали, так и легирующих элементов.

Качество макроструктуры литого металла оценивалось с использованием четырехбалльных шкал согласно ОСТ 14-4-73. Результаты оценки приведены в табл. 2.

При помощи корреляционно-регрессионного анализа результатов оценки макроструктуры металла удалось установить взаимосвязи между степенью развития краевых точечных загрязнений и четырех дефектов: ликвационных трещин и полосок общих и угловых, газовых пузырей внутренних и поверхностных. Выявленные зависимости характеризуются следующими уравнениями:

ЛТПоб = 0,286КТЗ + 0,249; г = 0,3640; пт = 0,3211; (1)

ЛТПуг = 0,344КТЗ + 0,111; г = 0,5033; го,оо1 = 0,3211; (2)

ГПА = 0,070КТЗ + 0,002; г = 0,2627; го.т = 0,2540; (3)

МЕТАЛЛУРГИЯ СТАЛИ

ГПВ = 0,163КТЗ + 0,005; г = 0,3930; го,001 = 0,3211. (4)

Сравнение расчетных и критических значений коэффициентов парной корреляции свидетельствует о том, что линейные зависимости (1), (2) и (4) существуют с вероятностью 99,9 %, а зависимость (3) - с вероятностью 99 %.

На рис. 2 и 3 приведены зависимости (2) и (4) в виде гистограмм.

Таблица 2

Результаты оценки качества макроструктуры литого металла

Вид дефекта Степень развития дефекта*, баллы

Центральная пористость (ЦП) 0,5 - 4 1,4

Осевая ликвация (ОЛ) 0 - 3 1,3

Ликвационные трещины и полоски общие (ЛТПоб) 0 - 3 0,3

Ликвационные трещины и полоски осевые (ЛТПос) 0 - 3 0,3

Ликвационные трещины и полоски угловые (ЛТПуг) 0 - 3 0,2

Светлые полоски (СП) 0 - 2 0,01

Краевые точечные загрязнения (КТЗ) 0 - 4 0,3

Газовый пузырь внутренний (ГПА) 0 - 2,5 0,02

Газовый пузырь поверхностный (ГПВ) 0 - 4 0,06

з _

Н

U

ф -

а о i- Ъ ф со

Ü I >

о 3 ? °

Я! О m Г

1°

0,8

2 0,6

0,4

0,2

0,0

37

ti//// Wt/f

0,44 /.'//// //!///

0,22 WV/iVW ■ftf/fttt4 148' 14 ШШ

0,11 н //WAV 136. .. .. •fff/t/í/i ////// t/fttf

0,5

1,0

1,5

>2

Краевые точечные загрязнения, баллы

Числитель - интервал изменения, знаменатель - среднее значение.

1,0

Рис. 2. Зависимость степени развития угловых ликвационных трещин и полосок от краевых точечных загрязнений: цифры внутри столбиков - количество изученных темплетов

Рис. 3. Зависимость степени развития поверхностных газовых пузырей от краевых точечных загрязнений: цифры внутри столбиков - количество изученных темплетов

Известно [1,2], что степень развития краевых точечных загрязнений определяется размером и количеством расположенных в металле неметаллических включений. Краевые точечные загрязнения образуются вследствие фиксации продвигающимся фронтом кристаллизации всплывающих в лунке жидкого металла неметаллических включений. Очевидно, что загрязненность металла неметаллическими включениями выше в местах локального скопления ликватов и наличия несплошностей металла в виде пузырей преимущественно в верхней части поперечного сечения сортовой заготовки.

Таким образом, в результате проведенного исследования выявлена взаимосвязь степени развития краевых точечных загрязнений в сортовых непрерывнолитых заготовках с ликвационными трещинами и полосками, в основном расположенными в углах, и с внутренними и поверхностными газовыми пузырями.

Список литературы.

1. Ботников С. А. Современный атлас дефектов непрерывнолитой заготовки и причины возникновения прорывов кристаллизующейся корочки металла. Волгоград: ООО «САТЕ», 2011. 97 с.

2. Бигеев В.А., Столяров А.М., Валиахметов А.Х. Металлургические технологии в высокопроизводительном электросталеплавильном цехе: учеб. пособие. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2014. 308 с.

3. Столяров А.М., Великий А.Б., Юречко Д.В. Повышение эффективности разливки стали на высокопроизводительных сортовых МНЛЗ. Магнитогорск: МГТУ, 2009. 126 с.

4. Дидович С.В., Столяров А.М., Юречко Д.В. Использование разных шлакообразующих смесей

24

Теория и технология металлургического производства

АВТОМАТИЗАЦИЯ И САПР МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

в промежуточных ковшах сортовых МНЛЗ // Теория и технология металлургического производства. 2015. №2(17). С. 19-23. Сведения об авторах

5. Телемисова А.С., Столяров А.М. Повышение производительности сортовой МНЛЗ // Наука и производство Урала. 2016. №12. С. 23-26.

Мурапталова Рамиля Рамилевна - бакалавр кафедры технологии металлургии и литейных процессов Института металлургии, машиностроения и материалообработки, ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». Магнитогорск, Росся. E-mail: mchm@magtu.ru

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». Магнитогорск, Россия. E-mail: mchm@magtu.ru

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». Магнитогорск, Россия. E-mail: mchm@magtu.ru

INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH

EDGE POINT CONTAMINATION OF THE CONTICAST BILLET

Muraptalova Ramilya Ramilevna - bachelor 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: mcm@magtu.ru

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: mcm@magtu.ru

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: mari-na potapova8@mail.ru

Abstract. The quality of a macrostructure of a conticast billet produced on the radial type CCM is studied. Statistically significant linear relationships between the degree of edge point contaminants development and segregation cracks and strips located mainly at the billet cross section corners, as well as internal and surface gas bubbles, are established.

Keywords: Continuous casting, conticast billet, macrostructure, internal defects, edge point contamination.

Ссылка на статью:

Мурапталова Р.Р., Столяров А.М., Потапова М.В. Краевые точечные загрязнения сортовой непрерывнолитой заготовки // Теория и технология металлургического производства. 2017. №4(23). С. 23-25.

Muratptalova R.R., Stolyarov A.M., Potapova M.V. Edge point contamination of the conticast billet. Teoria i tehnologia metallurgiceskogo proizvod-stva. [ The theory and process engineering of metallurgical production]. 2017, vol. 23, no. 4, pp. 23-25.