CC BY
295
Результаты совместного использования в доменной печи... Сибагатуллин С.К., Харченко А.С., Полинов А.А. и др.
Таблица В
Содержание Si в чугуне по леткам
Наименование показателя Периоды
I II III
Содержание Б1 в чугуне, %: летка № 1 (ЭИ) 0,737 0,70B 0,710
летка № 2 (Э2) 0,701 0,721 0,742
Отношение Би/БЬ 1,052 0,9B3 0,956
Средневзвешенное между Би и Б12 0,711 0,712 0,713
Таблица 9
Температура чугуна по леткам
Наименование показателя Периоды
I II III
Температура чугуна, °С:
поступающего из легки № 1 (Т1) 14B0 1476 14BB
тоже из легки № 2 (Т2) 14B3 1473 1459
Средневзвешенное между Т1 И Т2 14B2 1475 14B5
Из табл. 7 видно, что в первом периоде скорость выпуска чугуна была равной 6,10 т/мин. При доведении орешка до 1000 кг в подачу она возросла до 6,30 т/мин. Таким образом, в третьем периоде дренажная способность кокса в горне была наилучшей.
Из табл. 8 видно, что в периоде I среднее содержание кремния составило 0,711%. С введением в шихту коксового орешка в количестве 400 кг в подачу и последующим доведении его до 1000 кг в подачу среднее содержание Si увеличилось до 0,712 и 0,713 соответственно. Отношение Si1/Si2 в третьем периоде было ближе к единице, чем в базовом. Из этого следует, что дренажная способность горна в третьем периоде улучшилась.
Из табл. 9 видно, что в третьем периоде относительно первого температура чугуна повысилась с 1482 до 1485°О По этому показателю видно, что в последнем периоде фильтрация жидких продуктов плавки в слое кокса улучшилась.
Заключение
Выявлено, что при загрузке в доменную печь, оборудованную бесконусным загрузочным устройством, кокса фракции 25-10 мм в количестве 26,9 кг/т чугуна с одновременным улучшением качества кокса по показателям М10, СЫ и CSR фильтрация жидких
продуктов плавки через слой кокса соответствовала
требованиям. Коэффициент замены кокса косовым
орешком составил 0,89 кг/кг.
Список литературы
1. Ярошевский С.Л., Ноздрачев В.А., Кузнецов А.М. Эффективность применения коксового орешка в доменной плавке // Металл и литье Украины. 2000. № 5. С. 9-13.
2. Ярошевский С.Л. Эффективностьтехнопогии доменной плавки при использовании в шихте коксового орешка // Сталь. 2006. № 3. С. 2-6.
3. Работа доменных печей с использованием кокса мелких фракций / Никитин Л.Д., Марьясов М.Ф., Горбачев В.П., Бугаев С.Ф., Денисов Ю.М. // Металлург. 1999. № 1. С. 38-39.
4. Оценка влияния на доменную плавку кокса фракции менее 40 мм / Сысоев Н.П., Сибагагуллин С.К., Кропотов В.К., Вейн-ский В.В, Терентьев В.Л., Ташлинцев В.П. // Труды V Между -нар. конгресса доменщиков. Днепропетровск: Пороги, 1999. С. 216-218.
5. Стефанович М.А. Анализ хода доменного процесса. Свердловск: Мегаллургиздаг, 1960. 284 с.
6. Металлургия чугуна / Вегман Е.Ф., Жеребин Б.Н., Похвиснев А.Н. и др. М.: Академия, 2004. 774 с.
7. Кропотов В.К. Оценка дренажной способности кокса в горне доменных печей // Производство чугуна: межвуз. сборник. Магнитогорск: МГМИ, 1987. С. 109-119.
List of literature
1. Yaroshevsky S.L, Nozdrachyov VA., Kyznetsov A.M. An efficiency of a coke nut use in a blast furnace smelting // Metal l and casting of Ukrainia. 2000. № 5. P. 9 - 13.
2. Yaroshevsky S.l. An efficiency of a blast furnace smelting technology while using coke nut in a burden // Steel. 2006. № 3. P. 2- 6.
3. The work of blast furnaces using small fractions coke / Nikitin L.D., Maiyasov M.F., Gorbachyov V.P., Bugaev S.F., Denisov Y.M. // Metallurg. 1999. № 1. P. 38-39.
4. An influence evaluation of a coke fraction not less than 40 mm on a blast furnace smelting / Sysoev N.P., Sibagatullin S.K., Kropo-tov V.K., Veinsky V.V., Terentyev V.L., Tashlintsev V.P. // The works of the fifth International Congress of blast iron makers. Dnepropetrovsk: Porogi, 1999. P. 216-218.
5. Stefanovich M.A. The operation analysis of the blast furnace process. Sverdlovsk: Metallurgizdat, 1960. 284 p.
6. Metallurgy of Iron / Vegman E.F., Zherebin B.N., Pokhvisnev A.N., Yusfin Y.S. M.: Akademiya, 2004. 774 p.
7. Kropotov V.K., An evaluation of a drainage capacity of coke in a hearth of blast furnaces // Production of iron: Mezhvuzovsky sbornik. Magnitogorsk MSMI, 1987. P. 109-119.
УДК 621.746.33
Вдовин КН., Феоктистов Н.А.
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШЛАКОВЫХ ЧАШ
Стальные изделия применяются в различных процессах металлургической отрасли в условиях повышенных температур. Одно из таких изделий - шлаковая чаша объёмом 16 м3, являющаяся одним из видов сменного оборудования, без которого невозможно представить цикл любого металлургического предприятия.
Шлаковая чаша предназначена для приёма жидкого
шлака из плавильного агрегата и транспортировки его на шлаковые отвалы. В силу того, что шлаковая чаша работает при высоких переменных температурах и подвергается действию больших нагрузок, к ней предъявляются высокие требования по механическим свойствам.
Технология изготовления чаши представлена на рис. 1.
В литейном цехе ЗАО «МРК» имеется богатый опыт изготовления чаш. Чаши, отливаемые в цехе, используются для нужд доменного, кислородно-конвертерного, электросталеплавильного цежв ОАО «ММК». Кроме того, чаши поставляются на Нижнетагильский металлургический комбинат, Норильский комбинат и некоторые другие.
Технологический процесс изготовления отливки «Чаша» состоит из следующих операций: подготовка к работе, набивка формы, изготовление стержней, отделка и покраска формы, сушка формы, сборка формы под заливку, выплавка металла, заливка формы, выбивка и обрубка, термообработка.
Формовку чаши производят на пескомёте с до-прессовкой рыхлых частей формы при помощи руч-ныхпневмотрамбовок.
Изначально производят набивку «болвана» (рис 1, б). На поддон с каркасом по очереди устанавливают нижнюю, среднюю и верхнюю части модели (рис. 1, а) и производят набивку.
После окончания формовки «болвана» на модель крепят отъёмные части, а на поддон, по направляю-
щим штырям, устанавливают опоку и производят набивку формовочной смесью до уровня установки огнеупорных вставок, формирующих литниковую систему. Далее формовку производят подобным образом, опоки между собой скрепляют скобами. После установки крышки модели на ней устанавливают модель прибыли по разметке. Набивают верхнюю опоку.
После окончания формовки приступают к отделке формы. Сначала снимают опоки, затем последовательно, сверху вниз, модели с «болвана». Из формы удаляют отъёмные части и проверяют плотность набивки формы, которая должна составлять 80±10 единиц по твердомеру для сырых формы и стержней. После проглаживания гладилкой дефектных участков производят прошпиливание формы и «болвана» на высоту второго разъёма гвоздями, закрепляют жло-дильники (см. рис. 1, б). Далее устанавливают стержни и производят окрашивание электрокорундовой краской. Форму провяливают, после этого производят повторную покраску и провяливание.
После сборки формы (рис. 1, г) производят сушку при помощи газовой горелки. Глубина просушки
в г
Рис. 1. Технология изготовления отливки «Шлаковая чаша»: а - металлическая модель чаши; б - набивка«болвана»; в - начальный этап сборки формы; г - форма в сборе; 1 - «болван»;
2 - поддон; 3 - металлический каркас; 4 - нижняя часть модели; 5 - средняя часть модели; 6 - верхняя часть модели;
7 - отъёмные части модели; 8 - опока; 9 - формовочная смесь; 10 - огнеупорная вставка; 11 - скоба; 12 - крышка модели;
13 - модель прибыли; 14 - холодильники; 15 - стержни
Технология изготовления шлаковых чаш
Вдовин К.Н., Феоктистов Н.А.
должна быть не менее 70 мм.
Сборка формы производится за два часа до заливки, которую осуществляют из стопорного ковша до заполнения половины прибыли. После этого подпитывают жидким металлом через прибыль не менее 5-6 раз. Через час после последней подпитки форму подрывают.
Главным видом брака чаш являются трещины (рис. 2). Он очень часто присутствует на отлитых чашах Исправление дефектов подобного рода производится при помощи электродуговой сварки.
Исследования, проведённые в цехе, показали, что
для устранения трещин необходимо увеличить прочность металла, из которого заливают чаши. Было предложено использовать сталь марки 25Л вместо 15Л.
Применение для обработки стали трайб-аппарата позволило модифицировать неметаллические включения при помощи порошковой проволоки с сили-ко кальцием. Вероятнее всего, в результате вво-Рис. 2. Дефект поверхности чаши да силикокальция происходит образование
оболочки на включениях, что способствует повышению их скорости всплытия. Расход силикокальция, а соответственно и размер оболочки включения, можно регулировать путём изменения скорости ввода порошковой проволоки. Кроме того, регулируя расход силикокальция, можно добиться значительного снижения содержания серы и остаточного кислорода. Следовательно, уточнение закономерностей, определяющих глубину модифицирования, представляет практический интерес для разработки и совершенствования технологии вне-печной обработки стали.
Кроме определения оптимальных параметров технологии внепечной обработки стали, также на сегодняшний день остаётся открытым вопрос о стойкости шлаковыхчаш. На рис. 3, 4 представлены основные причины вывода из строя шлаковых чаш в доменном и кислородно-конвертерном цехах.
Из графиков, приведённых на рис. 3, 4, следует, что основными технологическими причинами выжда из строя шлаковых чаш являются трещины, износ борта и прогар. По этим причинам из строя выходит свыше 50% всех используемых чаш. Следовательно, для повышения их стойкости необждимо стремиться к повышению ударной вязкости.
Исследования показали, что сталь марки 25Л способствует не только исчезновению трещин на поверхности, но и увеличению количества наливов (рис. 5).
Из представленных на рис. 5 результатов видно, что стойкость чаш в доменном цехе приблизительно в два
закозление
19,7%
прогар 7,0 %
Рис. 3. Доли причины вывода из работы шлаковых чаш в доменном цехе
закозленне
46,7%
трещина стенки 5.0 %
трещина дна
38,3%
износ оорта_
10,0%
Рис. 4. Доли причин вывода шлаковых чаш из работы в кислородно-конвертерном цехе
♦ 2008 ■ 2009
Месяц
а
6
Месяц
б
♦ 2008 ■ 2009
Рис. 5. Изменение стойкости шлаковых чаш: а - в доменном цехе; б - в кислородно-конвертерном цехе
раза выше, чем в кислородно-конвертерном. Это обусловлено действием более высоких температур на чаши в конвертерном цехе. Заметно, что с изменением марки стали происходит повышение стойкости чаш на 300-400 наливов в доменном цехе и на 100-300 в кислородно -конвертерном.
Выводы
- стойкость шлаковых чаш имеет практический интерес для современных металлургических
предприятий;
- более половины всех чаш выходят из строя из-за образования трещин;
- образование трещин прямо пропорционально ударной вязкости;
- повышение ударной вязкости можно добиться установлением оптимальных параметров модифицирования и оптимизации режимов последующей термообработки.
УДК 621.742.4:53.093 Савинов А.С., Тубольцева А.С.
РАСЧЕТ ДВИЖЕНИЯ ФРОИТАВЛАЖИОСТИ В СЫРОЙ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТОЙ ФОРМЕ
Одним из основных факторов, влияющих на напряженно-деформированное состояние литой детали при изготовлении ее в сырой песчано-глинистой форме (ПГФ), являются механические свойства высохшего слоя смеси и свойства переувлажненной зоны формы. Анализ напряженно-деформированного состояния системы «отливка-форма» осложняется движением зоны конденсированной влаги под воздействием теплового потока отливки. Поэтому для учета данного фактора необходимо моделирование процесса движения зоны испарения и конденсации в сырой ПГФ.
Основоположниками математического моделирования переноса влаги по сечению формы можно считать Вейника А.И. и Анисовича Г.А. [1, 2], которые в своих работах излагают принципы расчета зоны конденсации в литейной форме. На основе материального и теплового баланса ими получены аналитические выражения, связывающие закристаллизованный слой отливки с толщиной сухой зоны смеси, распределением зоны конденсации и температурами в сухой и влажной слоях формы.
Развитием теории движения влажной зоны в сырой ПГФ можно считать работу Тружва А.П., Константинова Л. С и Аксенова П.А. [3]. В ней рассмотрено формирование зоны испарения, расчет которой отсутствует в источниках [1, 2].
Обширные экспериментальные исследования по влиянию на формирование длины и характера зоны конденсации провел Ле Конг Ха [4]. Им было исследовано влияние миграции влажности в форме плотности, начальной влажности, зернистость песка формы и других факторов. В работе им было графически отображено движение зоны конденсации под воздействием теплового потока пуансона при постоянных граничных условиях: плотности формы 1550 кг/м3, температуры пуансона 800°С, влажности формы 5°%.
Во всех рассмотренных моделях температура границы отливка-форма принималась постоянной соответствующей температуре кристаллизации изделия. Такой подход вполне уместен при рассмотрении процесса в небольших временных интервалах, в частно-
сти при моделировании образования горячих трещин литой детали. При этом в качестве критерия формирования зоны конденсации принято время нахождения в форме теплоносителя с постоянной температурой поверхности. Однако, исходя из материального баланса испарившейся и сконденсировавшейся влаги, критерием формирования кривой влажности должна быть величина сужго слоя формы, расчет которого ведется на основе анализа теплового баланса. Данное условие было принято авторами при математическом описании движения фронта влажности, при кристаллизации и охлаждении теплоносителя. При этом была разработана интерполяционная модель на основе существующей экспериментальной базы данных, представленной в источнике [4].
Суть ее заключается в следующем.
Пусть требуется построить график распределения влажности при толщине сужго слоя х^ом (рис. 1).
Рассчитаем ординату влажности иисюм в точке хИС1СМ. Для чего используем эмпирические кривые, абсциссы сухих слоев которых хсух и хсух лежат слева и справа
-1 г Ш1Л тах г
от значения хсух .
ИСКОМ
С этой целью опишем экспериментальные данные, представленные в источнике [4], следующими регрессионными уравнениями, при этом определяющим условием формирование кривой принято не время, как в работе [4], а толщина сужго слоя формы:
и1(х) = (26,82(х -1,74)2 - 4,66) х
X е_1-84'х+ 3,2 + 5,29; (1)
1,64 < х < 7,95, Г1 = 0,982;
и2(х) = (11(х-2,8)2 -4,65) х
х е-1’2Ьх+ 3,4 + 5,4; (2)
2,564 < х < 11,65, Г1 = 0,992;
