Яндекс цитирования

Технология получения непрерывнолитой заготовки

Рассмотрим технологию получения непрерывнолитой заготовки на примере ОАО “ВТЗ”.

В 1990 г. на Волжском трубном заводе введен электрометаллургический комплекс по производству круглых и квадратных заготовок проектной мощностью 1,1 млн. т жидкой стали в год.

Электросталеплавильный цех имеет в своем составе:

- отделение выплавки стали, оборудованное двумя 150-тонными дуговыми печами с трансформаторами мощностью 110 мегаватт, а также установками внепечной обработки и вакуумирования металла;

- отделение непрерывной разливки стали, оборудованное 3-мя четерёхручьевыми машинами криволинейного типа для непрерывного литья заготовок, две из которых предназначены для отливки блюмов квадратного сечения 240 х 240, 300 х 300, 360 х 360 мм, одна – универсальная, для отливки круглых заготовок диаметром от 156 до 360 мм и блюмов.

Дуговая печь имеет водоохлаждаемые панели и свод, эркерное устройство для выпуска металла, оснащена тремя газовыми горелками, двер-ной горелкой и боковой фурмой для продувки кислородом.

Установка печь-ковш оснащена фурмой для продувки аргоном, трайб-аппаратами для ввода алюминиевой и силикокальциевой проволоки.

Установка вакуум – кислородного рафинирования оборудована фурмой для продувки кислородом, устройством для присадки ферросплавов под вакуумом. Шестиступенчатый пароэжекторный насос обеспечивает снижение давления в вакуумкамере до уровня 100 Па.

На МНРС предусмотрена система защиты металла от вторичного окисления, система автоматического поддержания уровня металла в кристаллизаторе, снабженная датчиком – уровнемером и гидравлическими исполнительными механизмами управления стопорами.

В технологии производства НЛЗ можно выделить следующие основные операции:

- подготовительные операции (подготовка скрапа, подготовка раскислителей, материалови ферросплавов, загрузка сталеплавильной печи);

- плавка в электродуговой печи;

- внепечная обработка стали на печь-ковше;

- вакуумирование (применяется для высококачественных марок сталей);

- непрерывная разливка стали, получение квадратной и круглой заготовок;

- разрезка заготовок;

- охлаждение и маркировка заготовок;

- аттестация заготовок, плавок, передача на склад или отгрузка.

На рис. 1, представлена схема технологического процесса выплавки и разливки стали в электросталеплавильном цехе Волжского трубного завода.

Технология выплавки стали предусматривает проведение следующих операций:

- в дуговой печи: расплавление шихты, дефосфорация, обезуглероживание, нагрев металла;

- на выпуске: присадка раскислителей и шлакообразующих;

- на установке печь – ковш: десульфурация, доводка металла по температуре и химическому составу, тепловая и химическая гомогенизация, обработка силикокальцием.

Выплавку в печи ведут с оставлением жидкого остатка предыдущей плавки. Это улучшает условия шлакообразования, способствует раннему формированию шлака и создает благоприятные условия для удаления фосфора. Шлак удаляют из печи самотеком при небольшом наклоне печи. Продувка металла кислородом, проводимая в этот период через боковую или расходуемую фурму способствует вспениванию и удалению шлака из печи. Температура металла перед выпуском из печи составляет 1660 – 1670 С , содержание углерода 0,07 ? 0,20 % в зависимости от марки стали.

Металл в ковш выпускают через эркерное устройство. Это позволяет производить отсечку печного шлака и сводить до минимума количество шлака, попадающего в ковш, что предотвращает рефосфорацию металла при обработке его на установке печь – ковш. Десульфурацию выполняют при помощи шлака, который формируется путем присадки извести и плавикового шпата на выпуске металла из печи. Основность шлака в ковше составляет 2,5 – 4,0, содержание оксидов железа и марганца – не более 2,0% в сумме.

Для раскисления и легирования стали в ковш на выпуске добавляют присадки: алюминий в количестве 1 кг/т, FeSi, FeMn – на нижний предел марочного состава.

Технологическая схема выплавки и разливки стали

Технологическая схема выплавки и разливки стали

1 – скрапной двор; 2 – бункеры для добавок; 3 – электодуговая печь; 4 – разливочный ковш; 5 – печь-ковш; 6 – установки вакуумкислородного рафинирования (ВКР); 7 – МНРС; 8 – холодильник; 9 – оборудование для контроля и очситки; 10 – транспорт для заготовок; 11 – устройства для контроля качества и огневой зачистки заготовок

Рис. 1

С началом выпуска металла в ковше начинают продувку аргоном в течение 20 мин. через две пористые трубки, установленные в днище ковша. Это создает благоприятные условия для проведения десульфурации. В результате – доля плавок с содержание менее 0,010% серы составляет 70%, с содержание менее 0,005% серы – 30% выплавленного металла. Доводку металла по химическому составу и температуру осуществляют при непрерывном перемешивании аргоном. В ходе обработки поддерживают содержание в стали 0,010 – 0,015% алюминия путем ввода алюминиевой проволоки с помощью трайбаппарата. За 5 – 7 мин до отправки на разливку металл обрабатывают силико-кальцием. Вакуумной обработке подвергается металл с целью уменьшения содержания в нем газов. Выдержка металла под вакуумом при разрежении 100 Па в течение 10 – 15 мин при непрерывной продувке аргоном позволяет достигнуть низкого процентного содержания газов.

Технология непрерывной разливки стали предусматривает подачу металла на МНРС с температурой на 80 – 90 С выше температуры ликвидуса. Разливку осуществляют через промежуточный ковш емкостью 20 тонн. Для защиты струи металла от вторичного окисления на пути разливочный ковш – промковш используют защитную трубу, на пути промковш – кристаллизатор – погружные стаканы. Кроме этого, осуществляют подачу аргона в трубу и стопора промковша.

Зеркало металла в промковше и кристаллизаторах защищается шлакообразующими смесями. Скорость разливки устанавливается оператором в зависимости от сечения заготовки и температуры разливаемого металла. Частота качания кристаллизатора и расход воды по зонам вторичного охлаждения регулируется автоматикой в соответствии с изменением скорости извлечения заготовки. При разливке стали, с использованием автоматического регулирования расхода металла, точность поддержания уровня металла в кристаллизаторе составляет ±4 мм. Результаты контроля непрерывнолитых трубных заготовок показывают достаточно высокое качество внутреннего строения непрерывнолитого металла.

Вакуумная камера работает эпизодически. Возможность ввода кальция ограничена конструкцией трайбаппарата и не превышает Са = 0,005%, что при содержании алюминия Al < 0,05% позволяет лишь частично модифицировать включения глинозёма и создаёт опасность загрязнения металла крупными включениями алюминатов кальция. Электромагнитное перемешивание в кристаллизаторе не установлено. Машины характеризуются большим износом, недостаточным уровнем регулировки осей и отладки устройств вторичного охлаждения. Контроль качества в соответствии с СТП ОАО “ВТЗ” (О2 < 0,001%, S2 < 0,005..0,007 %, повышенное содержание N2 > 0,010 % и H2 = 0,0007..0,0009 %).

Электросталеплавильный цех (ЭСПЦ) введен в эксплуатацию в 1989г.

Основное оборудование цеха:

- электродуговая сталеплавильная печь с водоохлаждаемыми панелями и сводом, эркерным выпуском металла;

- установка “печь-ковш” для доводки плавки по химическому составу и температуре с наведением искусственного шлака и продувкой аргоном;

- установка вакуум-кислородного рафинирования стали;

- установка непрерывного литья заготовок криволинейного типа;

- приборы контроля химического состава стали (оптический спек-трометр, рентгеновский спектрометр, анализатор водорода, анализатор азота, атомно-адсорбционный спектрометр, прибор “Мульти-лаб” для определения свободного кислорода в жидком металле).

Современное электросталеплавильное оборудование и технологии обеспечивают производство трубной заготовки в широком диапазоне марочного состава сталей. Наличие средств внепечной обработки позволяет получать высококачественную сталь с ультранизким содержанием вредных примесей и газов. Процентное содержание свободного кислорода, азота и водорода составляет 0,002-0,005%; 0,008-0,010% и 0,0002-0,0003% соответственно, серы 0,002-0,005%, фосфора не более 0,008%. Кроме этого проводится контроль загрязненности металла неметаллическими включе-ниями.

Наличие установки вакуум-кислородного рафинирования обеспечивает возможность производства низкоуглеродистых (С < 0,02%) и высоколегированных сталей аустенитного класса с высокой стойкостью к межкристальной коррозии, а также сталей ферритного класса типа Х13, Х25 с суммарным содержанием азота и углерода менее 0,03%. Заготовка круглого и квадратного сечения производится как для собственного производства бесшовных труб, так и для продажи.

Контролируемые параметры: вес скрапа, химический состав, габариты; фракционный и химический состав, влажность, вес материалов; температура металла; уровень вакуума, режимы охлаждения, скорость разливки; длина и качество реза; наружная поверхность, геометрические размеры, количество заготовок, макроструктура.

На рис. 2 можно отчетливо выделить такие дефекты как КТЗ и центральная пористость, приводящие к таким видам брака, как плена (наружная, внутренняя), раковины на наружной поверхности, трещины по телу трубы и т.п. Использование в кристаллизаторе МНЛЗ электромагнитного перемешивания существенно снизит размеры центральной пористости, а также в целом снизить балл по дефектам вплоть до полного их устранения.

Виды брака НЛЗ ОАО “ВТЗ” диаметром 156 мм

Виды брака НЛЗ ОАО “ВТЗ” диаметром 156 мм

1 – расслоение заготовки (скол края при ломке штанги); 2,3 – КТЗ; 4,5 – центральная пористость; 6 – качественная заготовка

Рис. 2

При увеличении количества отбракованной заготовки по центральной пористости, наряду с увеличением количества брака по внутренним пленам, растет количество брака по раковинам. Для удаления центральной пористости слитка необходимо использовать электромагнитное перемешивание в кристаллизаторе и совершенствовать технологию изготовления непрерывнолитой заготовки на ОАО “ВТЗ”. Для снижения количества брака по таким дефектам, как внутренняя плена, расслоение необходимо применение 100% входного контроля заготовки (способами неразрушающего контроля)

источник: http://truba24.ru/library/teh_poluch_nlz.php



Услуга проектирование торговых центров тут у нас качественно, быстро и в срок.