Опыт освоения производства низкокремнистых марок стали в электросталеплавильном цехе ОАО «ММК»

1298 кг. Также во второй и третьей группах отмечена более высокая степень десульфурации 29,5 и 31,5% против 20,6% в первой группе.

Введение в эксплуатацию в ККЦ, дополнительно к УПК, установки УЭНС обеспечило при внепечной обработке проведение электродугового подогрева металла практически всех плавок. Это позволило снизить температуру сливаемого из конвертера металла до 1630°С. Возможность заканчивать продувку с низкой температурой расплава позволила увеличить количество заваливаемого в конвертер металлолома на 20 т (с 95.. .105 до 115.125 т). С пуском УЭНС в 1,5 раза (с 18,5 до 12,1%) сократилось количество плавок, подвергаемых химическому нагреву. Применение элек-

тронагрева в целом положительно влияет на качество металла. Средний балл точечной неоднородности снижается с 1,45 до 1,39, а на плавках, сливаемых с температурой не более 1630°С, - до 1,25.

Выявлено, что при температуре металла на выпуске 1630°С продолжительность электронагрева составляет в среднем, 10 мин. При длительности внепечной обработки 30 мин обеспечивается удаление не менее 25% серы. Оптимальный суммарный расход извести в ковш, необходимой для проведения электронагрева и эффективного удаления серы, - 2,7-3,0 т.

Данная технология позволяет снизить затраты на производство конвертерной стали, повысить качество металла.

УДК 621.74

А.В. Сарычев, А.Б. Великий, В.В. Павлов, А.Х. Валиахметов, К.В. Казятин, Ю.В. Лукьянова

ОПЫТ ОСВОЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОКРЕМНИСТЫХ МАРОК СТАЛИ В ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ ЦЕХЕ ОАО «ММК»

Основной проблемой при производстве непрерывно-литой заготовки из металла с низким содержанием кремния (менее 0,03%) является его разливка на МНЛЗ, где вследствие большого содержания кислорода в металле (это отличительная черта «кипящего» металла) возникают порывы корочки заготовки, что приводит, как правило, к аварийной остановке МНЛЗ.

Поэтому основной задачей при разработке технологии производства непрерывно-литой заготовки из низкокремнистой стали является снижение содержания кислорода в ней.

В ОАО «ММК» эта задача осложнена отсутствием в ЭСПЦ вакууматора, обработка металла на котором является весьма распространенным мероприятием для снижения уровня содержания кислорода в стали, особенно за рубежом.

Исходя из отсутствия технологии вакуумирования металла, основным мероприятием по снижению уровня содержания кислорода в металле является его раскисление, то есть обработка материалами, имеющими большее сродство к кислороду. В условиях производства «кипящей» стали марки Св08А для сварочных электродов проблема глубокого раскисления металла усугубляется тем, что химический состав сталей по содержанию кремния (не более 0,03%),

30---------------------------------

марганца (0,35-0,50%), алюминия (не более 0,01%) не позволяет использовать в полном объеме рас-кислители на основе этих элементов.

С целью выбора оперативного критерия содержания кислорода был проведен анализ зависимости содержания кислорода в металле от его окисленности, определяемой на установке «печь-ковш» прибором «Се1ох». Результаты анализа (рис. 1) показали, что эта зависимость является значимой и окисленность металла может быть критерием содержания кислорода в металле.

По литературным данным содержание кислорода в спокойном металле составляет не более 0,01%. Таким образом, исходя из рис. 1, для по-

0.018

0 -I----1-----1-----1-----1-----1-----1-----1-----1-----1------

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Окисленность металла перед отдачей с установки "печь-ковш", ppm

Рис. 1. Зависимость содержания кислорода в темплетах от окисленности металла перед отдачей с установки «печь-ковш»

--------------------------Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2007. № 2.

Опыт освоения производства низкокремнистых марок стали... А.В. Сарычев, АБ.Великий, В.В.Павлов и др.

X

К

&

о

с

ц

8

и

О

60 -И

50

40 -Н 30

20 -I—

10 -I— 0

Рис. 2. Влияние предварительного раскисления металла разными материалами на окисленность по приходу на установку «печь-ковш»

G

«

Ц

О

П

Отношение Cа/Al

Рис. 3. Влияние отношения Са/AI на «зарастание» стаканов

лучения «псевдокипящего» металла оптимальная окисленность должна быть не более 20 ppm.

На первом этапе разработки технологии производства кипящей стали с оптимальным для разливки содержанием кислорода в металле были предприняты попытки найти наиболее оптимальные материалы с точки зрения получения низкого содержания кислорода в металле при раскислении стали в двухванном сталеплавильном агрегате.

C этой целью за пять минут до начала выпуска металла из печи в ванну присаживали 1-1,5 т разных материалов раскислителей. За критерий принимали показания окисленно-сти металла по приходу на установку «печь-ковш». Результаты показаны на рис. 2.

Из рис. 2 видно, что наилучший результат раскисления металла достигнут при использовании смеси из силикомар-ганца и углеродсодержащего материала УМ-5, окисленность металла в среднем уменьшается на 33 ppm.

Раскисление металла в сталеразливочном ковше на выпуске металла из двухванного сталеплавильного агрегата производится расчетным количеством ферромарганца (с низким содержанием кремния). На начальном этапе металл раскисляли алюминием в количестве 600-SGG кг на плавку, при этом содержание алюминия в готовой стали составляло 0,020-G,G4G%.

Основной проблемой при данном варианте технологии является зарастание стаканов при разливке стали на МНЛЗ включениями глинозёма.

По имеющимся данным (литературным и из опыта других заводов) для создания условий уменьшения зарастания стаканов применяется обработка металла кальцием. При этом создается более легкоплавкая эвтектика на основе окислов алюминия и кальция, что резко снижает вероятность «налипания» тугоплавких окислов алюминия на стенки стаканов.

Определение вида соединения Cа в металле не

представляется возможным, поэтому опытным путем определяли оптимальное отношение Са/А1 в металле. На рис. 3 представлена зависимость раз-ливаемости металла от отношения Са/А1.

Таким образом, для условий ОАО «ММК» оптимальное соотношение Са/А1 в готовом металле составляет более 0,3; т.к. усвоение Са в металле нестабильно, то принято решение иметь отношение Са/А1 в пределах 0,3—0,6. Более высокое отношение не является экономически эффективным.

Сравнительный анализ химического состава и механических свойств стали, полученной по разным технологиям, представлены в таблице.

Сравнительный анализ химического состава и механических свойств

сварочной проволоки марки стали Св08А

Химический состав металла, % Механические свойства

Технология Коли- чество плавок С Si Mn Количество партий Временное сопротивление, Н/мм2 Относительное сужение поперечного сечения после разрыва, %

ДСА*- изложницы 87 0,07 0,01 0,41 290 346,6 75,8

ДСА-МНЛЗ S0 0,08 0,02 0,44 156 392,2 73,3

ТУ 14-1-4760-89 н.б. 0,10 н.б. 0,03 0,35-0,45 н.б. 420 н.м. 60

*ДСА - двухванный сталеплавильный агрегат.

Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2007. № 2.--------------------------------------------------------------31

Как видно из таблицы, полученные механи -ческие свойства соответствуют требованиям ТУ 14-1-4760-89.

Разработанная технология производства «псевдокипящего» металла позволила:

- получить требуемый химический состав металла;

- разливать металл на сортовых МНЛЗ;

- получить требуемые механические свойства;

- выполнить заказы потребителей.

УДК 621.74

В.Ф. Дьяченко, Д.В. Юречко, А.Б. Великий, Ю.М. Желнин, А.Г. Алексеев, А.С. Казаков

ВВОД В ЭКСПЛУАТАЦИЮ НОВОЙ СЛЯБОВОЙ МНЛЗ № 5 С ВЕРТИКАЛЬНЫМ УЧАСТКОМ В ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ

ЦЕХЕ ОАО «ММК»

Процесс непрерывной разливки стали начал получать промышленное развитие в середине прошлого столетия. Бурному его распространению и широкому внедрению способствовал экономический рост, наблюдаемый в большинстве промышленно развитых стран мира, что обусловило быстрое внедрение многих высокоэффективных технологических процессов и стимулировало развитие новых технологических построений в черной металлургии.

В большинстве стран мира доля стали, разливаемой на МНЛЗ, превышает 90-95%. Ожидается, что практически полное оснащение предприятий черной металлургии машинами непрерывной разливки стали произойдет примерно к 2020 году.

В электросталеплавильном (бывшем мартеновском) цехе ОАО «ММК» до конца 2004 г. использовалась устаревшая технология разливки стали в изложницы. С целью повышения эффективности производства, в соответствии с инвестиционной программой реконструкции ОАО «ММК», было принято решение о замене разливки в изложницы на оборудование, отвечающее современным требованиям. Это позволило установить в июле-октябре 2004 г. две сортовых машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ № 1 и 2) производства фирмы «УА1». За короткий период новые машины были выведены на предусмотренную проектную мощность.

В существовавшей схеме производства, включавшей два двухванных сталеплавильных агрегата, агрегат печь-ковш, агрегат доводки стали и две сортовых МНЛЗ № 1 и 2, дальнейшее повышение производительности старого цеха без существенной реконструкции не представлялось возможным, поэтому вторым этапом обновления мартеновского цеха явилась замена ДСА на две современные дуговые электропечи аналогичной емкостью, с увеличенной вдвое - до 4 млн т стали суммарной годовой производительностью, что и было сделано в апреле-сентябре 2006 г.,

32-------------------------------------------

когда были введены в эксплуатацию новые ДСП № 1 и 2, в разработке которых главным подрядчиком выступила фирма «УА1». Дополнительно, для выполнения требований к подготовке металла перед непрерывной разливкой запущен агрегат печь-ковш № 2. После этих преобразований мартеновский цех был переименован в электросталеплавильный (ЭСПЦ).

Таким образом, ввод новых дуговых электропечей позволил повысить мощности сталеплавильных агрегатов до 4 млн т стали при существовавшей производительности сортовых машин в 2 млн т. С целью дальнейшего повышения качества непрерывно-литой заготовки и гибкости производственного процесса в ЭСПЦ в августе 2006 г. введена в эксплуатацию принципиально новая для ОАО «ММК» слябовая МНЛЗ с вертикальным участком, которой, учитывая уже имеющиеся в ККЦ четыре слябовые машины непрерывного литья заготовок, был присвоен пятый номер.

Комплекс оборудования МНЛЗ № 5 был спроектирован ООО «Уралмаш-МО» и включал как новое оборудование, поставляемое этой фирмой, так и ранее демонтированное, при реконструкции МНЛЗ № 2 и 3 кислородно-конверторного цеха ОАО «ММК».

В результате была построена двухручьевая машина криволинейного типа с вертикальным кристаллизатором, многоточечным загибом и выпрямлением непрерывного слитка. Выбор схемных и конструктивных решений оборудования МНЛЗ № 5 был подчинен обеспечению требований к качеству производимой продукции.

Наличие вертикального участка МНЛЗ, включающего прямой кристаллизатор и часть поддерживающего роликового аппарата, способствует всплытию неметаллических включений, вследствие чего уменьшается их скопление на внутренней поверхности оболочки слитка и снижается общее содержание неметаллических включений в непрерывно-литой заготовке.

----------Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2007. № 2.