CC BY
322
УДК 621.778 А. Б. Сычков
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА КАЧЕСТВЕННОЙ КАТАНКИ
Металлургический комплекс ММЗ включает в себя современное оборудование: 120-тонную дуговую сталеплавильную печь (ДСП), оснащенную альтернативными источниками энергии (газокислород ными горелками по периметру и донными продувочными фурмами, аналогичны -ми системе "Вапагс"); установку ковш-печь (УКП) для внепечной обработки стали; вакуума-тор типа УВ/УОЭ; шестиручьевую МНЛЗ с обеспечением полной защиты разливаемых струй металла от вторичного окисления атмосферным воздухом и электромагнитного пере -мешивания стали Прокатный передел представляет современный двуниточный стан (модернизация комбинированного непрерывного мелко-сортнопроволочного стана 320/150) в составе двух нагревательных печей с шагающим подом (ПШП), термостата, черновой 10-клетевой, промежуточной 6-клетевой, чистовой сортовой 5-клетевой групп, а также дополнительной под -группы клетей С и Э и проволочного блока. Максимальные рабочие скорости сортовой группы составляют 19 м/с, проволочного блока -110 м/с. В конце сортовой и проволочной линий находятся установки для упрочняющей или ра-зупрочняющей поточной термомеханической обработки проката в мерных длинах и бунтовой продукции катанки и арматуры в бунтах, в частности на проволочной линии расположена современная линия длинного Б1е1шог. Обе технологические линии заканчиваются адъюстажными участками. На таком современном оборудовании освоено производство высококачественного арматурного проката широкого назначения раз -личных классов прочности, а также катанки для последующего волочения из низкоуглеродистой, высокоуглеродистой, легированной кремнемар-ганцевой и хромомарганцево-молибденованадие-вой сталей Краткая характеристика такой катанки приводится ниже.
1. Прокат для холодной объемной штамповки
Внедрение новых прогрессивных методов холодной объемной штамповки (ХОШ) при производстве высокопрочных крепежных изделий из углеродистых и низколегированных сталей стало возможным благодаря разработке и вне -дрению новых технологических процессов производства проката для ХОШ, сматываемого в бунты. Как правило, для производства такого
качественного металлопроката в мировой практике применяют не прерывно-литую заготовку (НЛЗ) крупного сечения со стороной 200... 400 мм с последующей деформацией с дос-таточно большой степенью для полной выработ-ки лигой структуры. Поэтому, например, для получения высококачественного проката на Белорусском металлургическом заводе (БМЗ) и Ос-кольском электрометаллургическом комбинате (ОЭМК, Россия) НЛЗ сечением 250x300 мм и 300х400 мм прокатывают на обжимном стане на заготовки более мелкого сечения - 125x125 мм и 130х 130 мм. Затем контролируют качество катаных заготовок в линии дефектоскопии, после чего удаляют обнаруженные и отмеченные дефекты на обдирочно-шлифовальных станках или огневым способом.
В 2003г. начато освоение производства проката для ХОШ на ММЗ.
Особенностью технологии производства проката на ММЗ является разливка стали в НЛЗ малого сечения (125x125 мм). Опыт производст-ва и переработка проката для ХОШ из такого металла показал [1], что благодаря меньшему размеру сечения НЛЗ по сравнению с обычно применяемыми улучшаются условия кристаллизации стали, устраняется сегрегация химических элементов по длине заготовки, устраняются усадочные явления. Однако прокатка сопровожда-ется меньшей степенью деформации металла, вследствие чего в готовом прокате наблюдаются остатки лигой структуры [2]. Следует отметить, что в мировой практике нет опыта производства проката для холодной высадки из НЛЗ малого сечения при отсутствии в составе оборудования средств контроля поверхностных дефектов заготовки и абразивной зачистки этих дефектов. Основным требованием к горячекатаному прокату для ХОШ является способность выдерживать осадку в холодном состоянии на величину деформации 66 или 75%. Согласно ГОСТ 10702-78 на осаженных образцах не должно быть надры-вов и трещин, но по согласованию изготовителя с потребителем допускается наличие трещин глубиной не более 0,1 мм для проката диаметром до 20 мм и не более 0,2 мм для проката диаметром 20 мм и выше.
В международной практике качество поверхности осаженных образцов оценивается по специальной шкале [3], которой предусмотрено
пять классов дефектов: 0; 1: 2; 3 и 4, причем для ХОШ допускается класс дефекта не более 1, а средневзвешенное значение этого показателя (так называемого коэффициента осаживания Б) должно быть в пределах 0,3-0,7 в зависимости от того, будет ли применяться при последующем переделе холодная или горячая высадка. Таким образом, без указанных выше согласований к качеству поверхности проката требования отечественных НД соответствуют 0-му классу дефектов по эталонной шкале.
Статистическими исследованиями, проведенными в 2001-2002 гг., показано, что в 86% случаев катанка диаметром 5,5-14,0 мм из низкоуглеродистой стали типа 1005-1022, произведенная на ММЗ по текущим заказам, соответствует требованиям осадки для группы 66 - основному требованию к прокату для ХОШ.
Учитывая перечисленные выше аспекты, в условиях ММЗ разработана и внедрена технология производства бунтового проката для ХОШ из стали 20Г2Р диаметром 5,5-14 мм из незачищен-ной НЛЗ малого сечения (125x125 мм), что не имеет аналогов в мировой практике. Например, в условиях ОАО "Криворожсталь", где из слитка весом 9... 12 т изготавливают катаную заготовку сечением 150х 150 мм, которую затем зачищают от поверхностных дефектов и прокатывают в катанку, выход качественной заготовки из с по -койной стали составляет только 77. 85%.
Нами разработана пионерская сквозная технология [4, 5] производства катанки под ХОШ, заключающаяся в следующем. Сталь марки 20Г2Р изготавливают без микродобавок алюминия , который в традиционной технологии связывает азот в нитрид ЛЕК, а добавляемый бор в количестве 0,001.0,005% в глубокорас-кисленную сталь остается в свободном - эффективном состоянии и тем самым увеличивает прокаливаемость проката для ХОШ [6]. Для этой цели (повышения прокаливаемости) применяют отдачу бора с повышенным содержанием - 0,006.0,012% при выполнении условия В=кбщ+0,003 (Ыобщ - общий азот). При этом бор выполняет одновременно две функции: первая - связывает азот в нигрвд бора Б1К, вторая - остаток несвязанного бора обусловливает высокую прокаливаемость стали С другой стороны, связанный в нитрид бора азот выводится из твердого раствора внедрения, тем самым понижает деформацию кристаллической решетки феррита, повышает пластичность металла и делает сталь нестареющей [7]. Высокая пластичность катанки из стали 20Г2Р обусловлена и разупрочняющей термомеханической обработ-кой на линии Б1е1шог [8], заключающейся в высоко-температурном вигкообразовании при 940...960°С, затем длительной квазиизотермиче-
ской выдержке под теплоизолирующими крышками без применения вентиляторного воздуха со скоростью охлаждения 0,25...0,15°С/с (скорость транспортера витков катанки по роликовому транспортеру 0,09.0,12 м/с). При этом обеспе-чиваются следующие механические свойства катанки: ств < 580 Н/мм2, Т > 60%. Переработка катанки диаметром 6,5. 14 мм из стали 20Г2Р, произведенной по вышеописанной технологии, в количестве 2000 т на ОАО "Завод Красная Этна" дала положительные результаты при изготовлении деталей высокопрочного крепежа класса 8,8 с группой осадки 66 (предпочтительно) и даже 75.
2. Катанка прямого волочения из низкоуглеродистой стали
Для получения катанки повышенной деформируемости (прямого волочения до диаметра - 0,5-0,6 мм без умягчающей термической обработки) и с окалиной, легкоудаляемой и механическим, и химическим способами использовали пластифицирующее влияние микродобавок бора и разупрочняюшую технологию на линии Stelmor с регулируемым воздушным охлаждением [7-9].
Технология производства низкоуглеродистой катанки прямого волочения из НЛЗ сечением 125х 125 мм разработана в условиях ММЗ и предусматривает следующее: модифицирование электростали кальцием (до 0,0025%) и микроле-гированием бором (до 0,010%) с обеспечением отношения B/N«0,8; применение основных фу-теровок стальковша и промковша; полную или частичную защиту разливаемой струи металла от вторичного окисления; температуру раскатов перед проволочным блоком после водяного охлаждения в нулевой секции не более 950-970°С; температуру вигкообразования 940-970°С; скорость движения витков катанки на роликовом транспортере не более 0,3-0,4 м/с (преимущественно 0,2.0,3 м/с); регулируемое воздушное охлаждение блоками струйного охлаждения (БСО): 3.4 БСО со скоростью вращения двига-телей 600. 800 мин"1 в зависимости от диаметра катанки и скоростью охлаждения не более 5°С/с.
Установлено, что при наличии в твердом растворе только "химически нерастворимого" бора в ввде BN достигается высокая степень пластификации стали исследованных марок по сравнению с аналогичными сталями без добавок бора: предел прочности снижается на 3055 Н/мм ; размер действительного зерна увеличивается на 1,5-2 номера; снижаются количество и размеры структурно-свободного цементита. Такой эффект достигается при условии, что низкоуглеродистая катанка подвергается разупрочняющей термомеханической обработке [7, 8] на линии Stelmor.
Таким образом, показано, что катанка из спокойной стали марок типа 1005, С4Э и С9Э (ЛБТМ А 510М; ЕК 10016) успешно конкурирует с катанкой из кипящих сталей аналогичного состава по уровню пластичности Такой металл способен к прямому волочению с диаметра 5,5 в проволоку диаметром 0,5 мм (в¿=99,2%).
Для прогнозирования механических свойств и управления технологическим процессом производства катанки из низкоуглеродистой стали была разработана математическая модель, которая имеет высокие статистические показатели (Я, Бост, Б) адекватности реальному процессу. Наиболее значимо влияют на механические свойства низкоуглеродистой катанки химический состав стали (С, Мп, Сг, N1 и Си, выражаемые через углеродный эквивалент - Сэ=С+Мп/5+Б1/7+ +(Сг+№+Си)/12 и бор), температура вигкообра-зования и диаметр катанки. Менее значимо влия-ние времени охлаждения и содержания бора, что объясняется незначительным колебанием этих параметров при принятой технологии производ-ства низкоуглеродистой катанки прямого воло-чения. Разработанная модель используется для расчета механических свойств низкоуглеродистой катанки в тех случаях, когда на линии Б1е1-шог отключена система обдува воздухом витков катанки При вводе в работу БСО принимается коррекция расчетного значения; например, при работе 4-х БСО со скоростью вращения 600 мин"1 к рассчитанному значению предела прочности прибавляют 10 Н/мм2.
Низ ко углерод истая катанка прямого волочения , подвергнутая охлаждению на линии Б1е1шог по разработанному режиму, имеет удельную массу окалины на поверхность в пределах 8... 12 кг/т. При применении ускоренного прохождения температурного интервала (570...400°С), когда на границе металлооснова - окалина вместе с вюстигом имеются участки магнетита, у которого за счет высокой адгезии к металлу ухудшается окалиноудаление, окалина удаляется полностью и при механическом, и химическом её способами перед волочением. Однако для химического удаления окалина должна быть плотной, без бластеров (вздутий окалины кислородом воздуха), формируемая при пониже иных температурах вигкообразова-ния (~ 900°С), а для механического, наоборот, требуется более толстый слой вюстигной окалины , формируемой при 950°С и выше [9].
3. Катанка из низкоуглеродистой кремне марганце вой стали для сварочной проволоки
Основные особенности микролегирования стали и производства катанки сварочного назначения остаются такими же, как для низкоуг-
леродистой стали и произведенной из неё катанки прямого волочения. Отличите ль ные признаки имеет лишь технология воздушного охлаждения витков катанки на линии Б1е1шог: скорость транспортирования витков уменьшена до 0,09-0,12 м/с, что увеличило время выдержки катанки под теплоизолирующими крышками до 1000-1380 с и обеспечило скорость охлаждения металла на уровне 0,25...0,15°С/с. Последнее обусловлено необходимостью сведения к минимуму образования бейниго-мартенсиг-ных структур в катанке сварочного назначения.
При производстве катанки диаметром 5,5 мм сварочного назначения из НЛЗ сечением 125х 125 мм необходимо учитывать влияние микродевдригной ликвации в стали [10]. В связи с этим для формирования качественной макроструктуры и минимизации ликвационных явлений в НЛЗ и катанке наиболее эффективны методы разливки стали с обеспечением максимального развития зоны равноосных кристаллов и подавления образования столбчатых кристаллов. К ним относятся электромагнитное перемешивание (ЭМП) разливаемой стали; виброимпульсное воздействие на кристаллизующийся слиток; методы механического и термического обжатия НЛЗ с целью снижения развития ликвационных процессов; введение в кристаллизатор центральной затравки - проволоки из стали того же состава, что и разливаемый металл, с целью формирования второго направления кристаллизации и получения более равноосной структуры без ликвационного пятна в центре заготовки.
В условиях ММЗ исследована ликвация химических элементов в НЛЗ, раскатах и катанке. Изучена эффективность системы ЭМП конструкции ВНИИМЕТМАШ, в которой силовая катушка максимально приближена разливаемому металлу (расположена непосредственно вокруг медной гильзы), что увеличивает ее эффективность по сравнению с системой ЭМП, у которой катушка располагается вокруг кристаллизатора. Результаты исследований показывают, что в НЛЗ и катанке имеются соответственно участки и остатки девдритного строения , что обусловливает наличие ликвационных полосок «шнуров» и структурной полосчатости, которые выявляются и в проволоке; основными ликвирующими элементами являются С, Мп и [10]; эффективность действия ЭМП снижается при увеличении степени перегрева металла над температурой ликввдус.
До настоящего времени технологическая пластичность катанки-проволоки из стали Св-08Г2С не обеспечивала прямое волочение в проволоку диаметром 1 мм и менее из-за наличия в структуре бейниго-мартенсигных участков, микротвердость которых достигает НУ 250. 350
при микротвердости матричной структуры в пределах HV 170.180. Возле бейнито-мартен-сигных участков (БМУ) в проволоке из стали Св-08Г2С происходит образование трещин, вследст-вие чего резко снижается технологическая пластичность , и волочение проволоки на диаметры менее 2,2 мм сопровождается повышенной об -рывностью. Полное исключение БМУ в сварочной легированной кремнемарганцевой стали возможно на базе анализа термокинетической диаграммы (ТКД), построенной нами [ 11], и результатов лабораторных и промышленных экс -периментов. При полной изотермической вы -держке при температуре 550. 600°С в течение 1200.1380 с в металле катанки из стали Св-08Г2С формируется однородная ферригно-пер-лигная структура минимальной твердости (148. 160 ед. HV). Обеспечение такой термооб-работки в потоке линии Stelmor возможно при проведении небольшой модернизации линии воздушного охлаждения (установка электрона -гревателей с циркуляционными вентиляторами). В настоящее время в условиях СЗАО ММЗ путем длительной квазиизотермической выдержки (V0xn=0,25...0,15°C/c) витков катанки на роликовом транспортере под теплоизолирующими крышками обеспечивается в основном ферритно-перлигная структура с небольшим количеством БМУ, не превышающем 5%. При этом сталь должна иметь в рамках марочного состава минимальное содержание упрочняющих и прока -ливающих элементов, таких как C, Mn, Si, P, Cr, Ni, Cu [12, 13]. Это обеспечивает уникальный уровень механических свойств катанки из легированной стали Св-08Г2С: ств<500 Н/мм2; 55>35%; 510 >28%; ¥>75%. Деформируемость катанки из стали Св-08Г2С наблюдается высокая: в условиях ОАО "Межгосметиз-Мценск" при сухом волочении проволоки диаметром 2,2.1,8 мм обрывность не превышает 0,5 т-1, мокром (проволока диаметром 1,6.0,8 мм) - в среднем не более 1,7 т-1 (0,8.3,5 т-1).
Таким образом, производство катанки повышенной деформируемости сварочного назначения для прямого волочения освоено в ус -ловиях ММЗ.
4. Катанка из легированной хромомолибденованадиевой стали типа СВ-08ХГСМФА сварочного назначения
На ММЗ в последние годы разработана Программа освоения эффективных ввдов качественной металлопродукции, обладающих высокой добавочной стоимостью и уникальным комплексом свойств. К такой продукции относится и сварочная катанка из стали, легированной хромом, марганцем, кремнием, молибденом, ванадием, типа Св-08ХГСМФА.
Анализ показывает, что по основным легирующим элементам (С, Мп, Щ Сг, Си, Мо, V) обеспечены целевые значения; уровень примесных элементов (Р, Б, Бп, РЬ, 2п, Со, N1), Л1, Са, Т) минимален и может характеризоваться как "следы". Содержание бора (0,0053%) соответст-вует требованиям технологической карты, но находится ближе к минимальному значению. Отношение Б/К=0,48 не оптимально, это отношение должно быть ближе к 0,80. Поэтому в будущем необходимо координировать содержание бора и азота с целью увеличения пластичности металла [7, 12]. Требования к значениям химических эквивалентов (Сэ=0,340, Сэ=0,462 и Мпэ= 1,172%,) следует ещё уточнить для анализируемой легированной марки стали сварочного назначения. Предстоит также смоделировать математические зависимости для расчетов статистически значимых химических эквивалентов с вводом в уравнение молибдена и ванадия с целью более точного, адекватного описания влияния химических элементов на свойства стальной катанки и её деформируемость при волочении Однако это будет возможным только после на -бора статистически значимого объема рассчет-ной выборки (не менее 50 плавок). Использование углеродного эквивалента С/ не в полной ме-ре правомерно, так как эта известная зависимость Международного института сварки действует относительно сварочных характеристик металла. Тем не менее, оценка качества металла по химическим эквивалентам, которые справедливы к легированной стали марки типа Св-08Г2С, очень оптимистична и дает предварительное заключение о достаточно высокой пластичности металла, что и подтверждается ниже.
Режимы охлаждения опытной катанки из стали марки Св-08ХГСМФА аналогичны марке Св-08Г2С. Выбор высокой температуры вигко-образования (~ 960°С) обусловлен необходимостью обеспечения улучшенного удаления окалины с поверхности легированной катанки механическим способом перед волочением [11]. Прокатка металла на стане 320/150 характеризовалась устойчивостью и высокой стабильностью.
Механические испытания опытной плавки показывают следующее.
Требуемый заказом уровень механических свойств (ств<70 кгс/мм2=686 Н/мм2, у>48%) был впоследствии согласован на их факультативные значения. Однако прогнозировалось ств«700... 750 Н/мм2, но уже при настройке был получен весьма обнадеживающий результат: ств=523 Н/мм2; стт=308 Н/мм2; 55=35,3%; 5ю=25,8%; у=73,5%.
* C=C+Mn/5+Si/7+(Cr+Ni+Cu)/12; Сэ - C+Mn/ 6+(Cr+Mo +V)/ 5+(Ni+Cu)/15; Mn 3=Mn+(C+Si)/3+Cr/5+Cu/9.
Последующие испытания на трех бунтах, проведенные на передних и задних концах бунтов в четырех точках по длине витков (по окружности витка), показали, что имеется достаточно большой разброс. Так, разница составила: Дств=215 Н/мм2: 455.670 при среднем значении 523 Н/мм2, а по боковым участкам бунта (по роликовому транспортеру линии Б1е1шог), где виг -ки накладываются друг на друга толстым слоем: Дствбок=192 Н/мм2: 478.670 и 530 Н/мм2; по центральным участкам бунтов, где витки располагаются без наложения, в один слой: Дствцешр=185 Н/мм2: 455.640 и 516 Н/мм2.
Проведенные через 8 дней повторные испы-тания (передние и задние участки бунтов, по 8 испытаний по длине витка) показали, что разбег значений уменьшился. Внутрибунтовой разбег по ств составил Дств=38...113/55 Н/мм2, в основном 38.66 Н/мм2; 113 Н/мм2 - артефакт.
Металлографические исследования показывают следующее.
Макроструктура НЛЗ имеет достаточно плот -ную поверхностную корочку, фактически без поверхностных дефектов (балл ПП - 0.0,5 при среднем значении 0,2). Остальные показатели макроструктуры по ОСТ 14-1-235-91 удовлетворительные за исключением осевых трещин (балл: 3.3,5 и 3,2), которые, впрочем, в готовой катанке не наблюдаются по причине того, что были не окислены и в процессе деформации заварились. Геометрические параметры НЛЗ соответствуют внутризаводским требованиям. Кристаллическая структура поперечного сечения исследованных НЛЗ имеет прикорковую и центральные зоны равноосных кристаллов и достаточно развитую ЗСК, которая обусловливает микродевдригную ликвацию и наличие в готовой катанке бейнито-мартенсигных участков (БМУ).
Качество поверхности и макроструктура недокатов после черновой, промежуточной и двух предчистовых проходов перед блоком ха-растеризуется наличием дефектов, унаследованных от лигой структуры НЛЗ. Макроструктура - остатки ликвационных полосок, трещин, краевых точечных загрезнений; поверхность -разные дефекты различных размеров - 1,2; 0,8 и 0,6 мм соответственно по линии стана.
Макроструктура катанки на исследованных образцах удовлетворительна: нет нарушений сплошности металла, расслоений, инородных и шлаковых включений, подусадочная ликвация оценена 0-м баллом. Только в одном образце обнаружена разная травимость по перечному сечению: как бы закалочное поверхностное кольцо, а также ликвационный квадрат (то есть белый прямоугольник неправильной формы). Дефекты поверхности катанки миним а ль ны, не превышают 0,15 мм. Таким образом, деформа-
ционная проработка структуры и поверхности НЛЗ при прокатке позволила обеспечить хорошие характеристики катанке.
Наблюдается тевденция к увеличению процентного содержания феррита на заднем конце бунта в центральной части витка по ширине ро-ликового транспортера. При этом также в ряде случаев снижается количество и БМУ, и перлита. Эта тевденция выражена не значительно и возможно имеет случайный характер. Размер зерна феррита не имеет определенной зависимости от местонахождения по длине витка. Следует только отметить, что зерно весьма мелкое (№ 9. 12). Наблюдается существенное уменьшение доли перлита за счет БМУ. Увеличение степени легирования металла, особенно Сг и У, обусловило дисперсионное твердение структуры. Для легированной катанки сварочного назначения актуальна задача повышения размера действительного зерна феррита до N=8, 9 с целью увеличения деформационной пластичности. Для этого, а также уменьшения количества БМУ (для Св-08ХГСМФА - ХсР«22%, для Св-08Г2С - -5%), необходима длительная изотермическая выдержка витков катанки под теплоизолирующими крышками линии Б1е1шог при температуре в диапазоне ~550.600°С (этот диапазон подлежит уточнению). Для этого необходима модернизация линии Б1е1шог - установка электронагревателей с циркуляционным и вентиляторами.
Ликвационные процессы в катанке исследованы и на поперечных, и на продольных шлифах на образцах, отобранных от заднего участ-ка витка с центральной её части (по движению витков на роликовом транспортере). Принципиально ликвационная картина близка к катанке из стали марки Св-08Г2С и соответствует степени легирования этих двух сравниваемых марок стали. Однако для марки Св-08ХГСМФА она несколько лучше: ПЛ - 0 против 0.0,5 балла у Св-08Г2С. Кроме того, в ряде образцов в продольном сечении структурная ликвационная полосчатость вообще отсутствует, а в других образцах аналогична катанке из стали марки Св-08Г2С. В ликвационных полосах распре -делены БМУ, что подтверждается их микротвердостью 200.420 НУ, микротвердость основного металла значительно ниже - 143. 188 НУ (первая цифра относится к ферриту, вторая - к перлиту). Ликвация в стали Св-08ХГСМФА выражена в гораздо меньшей степени, чем в Св-08Г2С, что доказывается и суммарным коэффициентом ликвации основных химических элементов (Мп, Сг, Мо, У) кл^=1,26 и 1,62 соответственно. Распределение ликватов в первой стали в матрице более однородно и этим катанка из этой стали (Св-08ХГСМФА) в большей степени способна к деформированию при волочении. Это, ввдимо, обусловлено
взаимодействием легирующих элементов (Мо, Б1, V, Сг, Мп) в комплексе.
Катанка из стали Св-08ХГСМФА незначительно загрязнена НВ: максимальная толщина -13 мкм (СХ) и 12 мкм (СН) при максимальном балле 3 (СХ) толщиной всего 6 мкм.
Повышенный разброс свойств и достаточно высокое количество БМУ (4.30 при среднем значении 22%) позволяет производить из такой катанки сварочную проволоку диаметром 0,8 мм, по-видимому, с 1...2-мя промежуточными отжигами. При определенной работе с микроструктурой катанки будет возможно и прямое волочение катанки в готовую проволоку, но для этого нужно внедрение определенных мероприятий как на сталеплавильном , так и прокатном переделах. К этим мероприятиям относятся: обеспечение гомогенизирующего (диффузионного) отжига НЛЗ; развитие систем ЭМП (установка 2.3 перемешивающих катушек по металлургической длине МНЛЗ); внедрение технологии и оборудования для длительной (>1200 с) поточной изотермической выдержки витков катанки под теплоизолирующими крышками при температурном диапазоне перлит -ного превращения (~550. 600°С).
5. Катанка из высокоуглеродистой стали
Высокоуглеродистая (С«0,50... 0,90%) ка-танка используется для производства проволоки для подъемных и трансмисс ионных канатов, пружин, проволочной арматуры и арматурных
прядей, оплеток рукавов высокого давления, металлокорда.
Разработанная эффективная технология производства качественной высокоуглеродистой катанки из НЛЗ сечением 125x125 мм предусматривает : микролегирование стали бором и модифицирование её кальцием; применение основных футеровок сталь- и промковшей; полную защиту разливаемой струи от вторичного окисления; ЭМП металла в кристаллизаторе; ограниченную скорость непрерывной разливки стали (<3 м/мин); перегрев стали над температурой ликввдус не более 30°С; скоростной нагрев (не более 2.2,5 ч) в печи с шагающим подом до 1180. 1220°С; тем -пературу раскатов перед проволочным блоком не более 950-970°С, температуру вигкообразования 900. 1000°С (меньшая температура - для химического удаления окалины, большая - для механического её удаления и формирования высоких дисперсности перлита и прочности катанки); скорость роликового транспортера витков не менее 0,5 м/с; время обдува витков вентиляторным воз -духом не менее 50 с.
Наиболее представительными ввдами катанки из высокоуглеродистой стали является металлопрокат, предназначенный для производства металлокорда и высокопрочных арматурных канатов, микролегированных ванадием и/или хромом.
Библиографический список
1. Оценка соответствия качества катанки М одцавского металлургического завода требованиям к прокату для холодной высадки / В.В. Парусов, А.Б. Сычков, М.А. Жигарев и др. // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. Днепропетровск: В1310Н, 2003. Вып. 6. С. 211-214.
2. Совершенствование технологии производства арматурной проволоки из непрерывно-литой заготовки / В.В. Парусов, В.А. Олейник, А.Б. Сычковидр. // Сталь. 1992. № 11. С. 63-67.
3. Шифферль Х.А. Катанка из непрерывно-литой заготовки //Черные металлы. 1986. № 7 С. 53-58.
4. Новая технология производства проката для холодной объемной штамповки из борсодержащей стали / В.В Пару -сов, В.Г. Черниченко, А.Б. Сычков, И.В. Деревянченко и др. // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. Днепропетровск: В1310Н, 2004. Вып. 7. С. 300-311.
5. Особенности влияния бора на качественные характеристики стали для холодной высадки / В.В. Парусов, А.Б. Сычков, И.В. Деревянченко и др. // Строительство, материаловедение, машиностроение. Днепропетровск: ПГАСиА, 2005. Вып. 32. С. 62-68.
6. ЛякишевН.П., ПлинерЮ.Л., Лаппо С.И. Борсодержащиестали и сплавы. М.: Металлургия, 1986. 192 с.
7. Новое применение бора в металлургии / В.В. Парусов, А.Б. Сычков, И.В. Деревянченко, М.А. Жигарев // Вестн. МГТУ. 2005. № 1(9). С. 15-17.
8. Разупрочняющаятермомеханинеская обработка проката из углеродистой стали / В.В. Парусов, А.Б. Сычков, ВА. Луценко идр. // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2003. № 6. С. 54-56.
9. Исследование возможности наиболее полного удаления окалины с поверхности катанки перед волочением / В.В. Парусов, А.Б. Сычков, М .А. Жигарев и др. // Металлург. 2004. № 6. С. 69-72.
10. Металлургические факторы, определяющие технологическую пластичность при волочении катанки из кремнемар-ганцевых сталей / В.В. Парусов, А.Б. Сычков, С.Ю. Жукова и др. // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. Днепропетровск: В1310Н. 2004. Вып. 7. С. 332-330.
11. Кинетика фазовых превращений в катанке из непрерывно-литой электростали Св-08Г2С при непрерывном охлаждении / В.В. Парусов, С.Ю. Жукова, М.Ф. Евсюков, А.Б. Сычков и др. // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. науч. трудов. Днепропетровск: Друкарня Визион, 2004. Вып. 9. С. 191-197.
12. Влияние химического состава и технологических параметров на механические характеристики катанки из стали Св-08Г2С / В.В. Парусов, А.Б. Сычков, С.Ю. Жукова, М.А. Жигарев и др. // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2005. № 4. С. 68-71.
13. Магематическоемоделирование механических свойств катанки изсталитипа Св-08Г2С / В.В. Парусов, А.Б. Сычков, МА. Жигарев, С.Ю. Жукова и др. // Строительство, материаловедение, машиностроение. Днепропетровск: ПГАСиА, 2006. Вып. 36. Ч. 2. С. 20-26.
УДК 621.771.237.001.57
В. А. Третьяков, Е. А. Варшавский, И. П. Мазур, В. А. Ненахов
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СОСТАВЛЕНИЯ МОНТАЖНЫХ ПАРТИЙ НА НШСГП 2000 ОАО «НЛМК»
Ручное составление монтажных партий на прокатку в условиях НШСГП 2000 ОАО «НЛМК» в силу огромного количества производ-ственных заказов и технологических ограничений, а также постоянно изменяющихся условий производства является чрезвычайно трудоёмким и требует от инженера-фабрикатора максимальной концентрации внимания и опыта. Составление монтажных партий, по сути, представляет собой планирование производства на стане, что, в свою очередь, требует от составленного плана оптимальности В качестве критериев оптимальности могут выступать: максимально возможный размер (вес) монтажной партии, температура (при горячем посаде), срочность выполнения заказов и ряд других. Таким образом, процесс формирования монтажной партии представляет собой комбина-торную задачу большой размерности, оптимальное решение которой невозможно без привлечения математического аппарата. В качестве такого аппарата предлагается применить линейное про -граммирование [1, 2]. В дирекции по информационным технологиям ОАО «НЛМК» совместно с ЛГТУ разработана математическая модель формирования монтажных партий на прокатку в ус -ловиях НШСГП 2000 ОАО «НЛМК» [3].
Монтажная партия (монтаж) представлена в виде табличной формы последовательности вы -полнения заказов (заявок) на прокатку на стане в течение одной кампании рабочих валков клетей чистовой группы. Условно монтажные партии подразделяются на следующие типы:
- монтаже анизотропной электротехнической (трансформаторной) сталью;
- монтаж с изотропной электротехнической (динам ной) сталью;
- монтаж с подкатом 1-й группы отделки поверхности;
- монтаже тончайшим прокатом;
- монтаже подкатом;
- монтаже особонизкоуглеродистойсталью;
- монтаже низкоуглеродистой сталью.
Для формализации процесса были проанализированы все используемые при составлении монтажных партий ограничения, в результате чего сделан вывод о целесообразности представ-
ления монтажной партии в ввде последовательности из зон. Каждая зона монтажной партии характеризуется рядом параметров (атрибутов):
- минимальный и максимальный объем зоны (наличие отличного от нулевого минималь-ного ограничения на объем - признак обязательности зоны к заполнению);
- положение зоны в монтажной партии;
- признак расширения/сужения (характеризует направление изменения ширины от начала до конца зоны);
- признак наличия в зоне самого широкого сляба в монтажной партии;
Единицы измерения первых двух атрибутов зоны монтажной партии, вследствие разной природы накладываемых на зону технологических ограничений, могут быть самыми разными: тонны, метры, количество слябов и другие.
В результате зона представляет собой место в монтажной партии, в котором можно осуществить прокатку слябов, обладающих набором определенных допустимых для данного места характеристик:
- геометрические характеристики (толщина и ширина сляба и полосы);
- группа металла по марке стали (динамная, трансформаторная, углеродистая, низколе-гированная и др.);
- карта нагрева по технологической инструкции;
- технологический маршрут дальнейшей об -работки заказа на комбинате (AHO, КП, товарный и др.);
- группа отделки поверхности.
Эти характеристики определены в произ-водственных заказах.
На каждую зону монтажной партии накладываются ограничения, обусловленные технологической инструкцией. Эти ограничения регламентируют максимальный и минимальный размер зо -ны в монтажной партии, а также положение зоны в монтаже. На практике имеет место сочетание отдельных типов монтажных партий в одной.
Кроме ограничений, накладываемых на зоны, существуют ограничения, накладываемые на монтажные партии в целом. К таким ограниче-
