Особенности технологии мягкого обжатия непрерывнолитых слябов толщиной 250 мм в ККЦ ОАО «ММК» Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

9. Результаты реконструкции установки вакуумирования стали (УВС) в кислородно-конвертерном цехе ОАО «ММК» / Ю.А. Бодяев, В.И. Фролов, С.А. Самойлин и др. // Совершенствование технологии на ОАО «ММК»: сб. науч. трудов ЦЛК. Вып. 9. Магнитогорск: Дом печати, 2005. С. 50-55.

УДК 621.746.5.047:669.14

В.В. Мошкунов, A.M. Столяров, A.C. Казаков

ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ МЯГКОГО ОБЖАТИЯ

НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ СЛЯБОВ ТОЛЩИНОЙ 250 мм В ККЦ ОАО «ММК»

В конце 2009 года в ККЦ ОАО «ММК» была введена в эксплуатацию новая одноручьевая криволинейная МНЛЗ с вертикальным участком производства фирмы «SMS Demag». На этой машине возможна отливка слябов разной толщины: 190, 250 и 300 мм. На начальном этапе освоения новой МНЛЗ в основном отливались самые толстые слябы из трубной стали для снабжения заготовкой прокатного стана «5000». В дальнейшем потребовалось освоение отливки слябовых заготовок толщиной 250 мм. Объем их производства за восемь месяцев 2011 года увеличился в пять раз и составил более 20% (отн.) от общего количества отлитых заготовок.

Отличительной особенностью технологии разливки стали на слябы толщиной 250 мм в сравнении с условиями отливки более толстых слябов (300 мм) является довольно значительный диапазон изменения скорости вытягивания заготовки из кристаллизатора. Так, если слябы толщиной 300 мм, имеющие ширину от 1400 до 2700 мм, отливаются с практически постоянной скоростью, равной 0,75-0,80 м/мин, то заготовки толщиной 250 мм - со скоростью от 0,9 до 1,1 м/мин в зависимости от ширины сляба и величины перегрева металла в промежуточном ковше над температурой ликвидус. Это ведет к получению внутри сляба лунки жидкого металла разной протяженности. Мягкое обжатие слябов толщиной 250 мм осуществляется в двух смежных сегментах: либо в сегмен-

© Мошкунов В.В., Столяров A.M., Казаков A.C., 2011

тах №11 и 12 или в сегментах №12 и 13 с величиной удельного обжатия 1,2 мм/м.

Обжатие производится по двум режимам:

- первому уровню (HMI); длина жидкой лунки (L1) рассчитывается при ручном вводе в программу значений коэффициента затвердевания разливаемой стали;

- второму уровню (DSC); расчет длины жидкой лунки (L2) осуществляется автоматически динамической моделью охлаждения непрерывнолитого сляба.

В процессе разливки на одноручьевой МНЛЗ стали марок 09Г2С, Ст. 3сп, 10ХСНД, 15ХСНД, 09Г2Д, D32, ST-37(M) в количестве 117 плавок было отобрано 135 поперечных осевых темпле-тов. Изучение качества макроструктуры металла производилось по ОСТ 14-4-73 с использованием четырехбалльных шкал. Оценивалась степень развития дефектов «Осевая рыхлость» (ОР), «Осевая химическая неоднородность» (ОХН), «Трещины, перпендикулярные широким и узким граням сляба» (ТП).

На рис. 1 и 2 показаны схема мягкого обжатия в сегментах №11 и 12 (скорость вытягивания 0,9 и 1,0 м/мин) и в сегментах №12 и 13 (скорость 1,0 и 1,0-1,1 м/мин) и результаты оценки качества макроструктуры отлитых слябов.

Анализ данных, представленных на рис. 1 и 2, показывает, что лучшее качество макроструктуры по осевым дефектам имеют слябы в том случае, если заключительная часть лунки жидкого металла находится в конце второго сегмента, участвующего в мягком обжатии сляба. Это происходит при обжатии в сегментах №11 и 12, когда скорость вытягивания заготовок из кристаллизатора составляет 1,0 м/мин, а также при обжатии в сегментах №12 и 13 и скорости вытягивания 1,0-1,1 м/мин, то есть при относительно высоких значениях скоростей. Очевидно, что для вытягивания слябов из кристаллизатора с достаточно высокой скоростью необходимо иметь относительно небольшую температуру металла в промежуточном ковше или величину перегрева металла над температурой ликвидус. На рис. 3 представлена зависимость скорости вытягивания сляба толщиной 250 мм из кристаллизатора криволинейной МНЛЗ с вертикальным участком от величины перегрева металла над температурой ликвидус в промежуточном ковше.

Линия на поле рис. 3 описывается следующим уравнением:

v = 1,38 - 0,018Ai, r = 0,9483.

1

АЛ

А

' 11 сегмент 12 сег№ ент ' ' 13 сегмент '

а 4 >-2 и

и

1,451,5 1,1 ОР ОХН ТП

23,8 24,4 25,6 26,8 _^

Скорость вытягивания сляба 0,9 м/мин Направление разливки

1_и_^_к

11 сегмент

12 сегм

!НТ

ТТ

-1

1,22

1,36

0,98;

ОР ОХН ТП

13 сегмент

24,4 25,6

27,1

Скорость вытягивания сляба 1,0 м/мин Направление разливки

Рис. 1. Схема мягкого обжатия сляба в сегментах №11 и 12 при скорости вытягивания 0,9 (а) и 1,0 м/мин (б), результаты оценки качества макроструктуры металла

Можно рассчитать, что для вытягивания сляба из кристаллизатора со скоростью 1,0 м/мин требуется перегрев металла над температурой ликвидус величиной 21°С, а для скорости 1,1 м/мин - величиной 16°С.

26,6 27,1

29,4

Скорость вытягивания сляба 1,0 м/мин Направление разливки

12 сегмент 13 сег лент ' ' 14 сегмент '

4 1-2

^ I 1 '

б _______^

125^Д5 П П0,96| ОР охн тп |

26,8 27,8 29,4 -^

Скорость вытягивания сляба 1,0-1,1 м/мин Направление разливки

Рис. 2. Схема мягкого обжатия сляба в сегментах №12 и 13 при скорости вытягивания 1,0 (а) и 1,0-1,1 м/мин (б), результаты оценки качества макроструктуры металла

Таким образом, при осуществлении мягкого обжатия слябов толщиной 250 мм в сегментах №11 и 12 разливаемый металл должен иметь величину перегрева над температурой ликвидус около 20°С, а при обжатии в сегментах №12 и 13 - величину перегрева около 15°С. Это обеспечит получение качественной макроструктуры осевой части непрерывнолитой заготовки после осуществления мягкого обжатия сляба.

19 21 23

Величина перегрева металла над температурой ликвидус, °С

Рис. 3. Зависимость скорости вытягивания сляба (V) толщиной 250 мм из кристаллизатора криволинейной МНЛЗ с вертикальным участком от величины перегрева металла (А/) над температурой ликвидус в промежуточном ковше

УДК 669.187.25

В.А. Бигеев, А.Н. Федянин, А.Е. Малофеев, Д.Р. Тухватулин

ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В ДСП С ПРИМЕНЕНИЕМ АЛЬТЕРНАТИВНОГО СЫРЬЯ

Объем стали, выплавляемой в дуговых сталеплавильных печах (ДСП), стремительно растет, о чем свидетельствуют данные приведенные на рис. 1.

Однако дальнейшему росту производства стали в дуговых сталеплавильных печах может воспрепятствовать нарастающий в мире дефицит основного шихтового материала для выплавки ста-

© Бигеев В.А., Федянин А.Н., Малофеев А.Е., Тухватулин Д.Р., 2011