ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Выплавка из "Производство и свойства низколегированных сталей " Низколегированная сталь является сталью массового применения. Поэтому технология производства этой стали должна быть экономичной. Низколегированную сталь преобладающего числа марок получают по технологии, мало отличающейся от технологии производства спокойной углеродистой стали. Только для стали отдельных марок (главным образом, высокой прочности) приходится применять более сложную технологию. Однако условия производства (выплавки, разливки, прокатки и термической обработки) низколегированной стали оказывают значительное влияние на свойства и служебные характеристики стали. Поэтому для стали каждой марки (или группы марок) в зависимости от ее состава и назначения должны быть выбраны параметры технологии, обеспечивающие возможность более полного удовлетворения требований, предъявляемых к данной стали. [c.153] На металлургических заводах, не имеющих в своем составе доменного производства, а также на заводах малой металлургии (машиностроительные заводы со сталеплавильным и прокатным производством) низколегированную сталь выплавляют скрап-процессом на твердом чугуне. На Орско-Халиловском металлургическом комбинате низколегированную сталь выплавляют по схеме дуплекс-процесс — бессемеровский конвертер — основная мартеновская печь. При этом жидкий полупродукт получается продувкой в конвертере обычного или халиловского хромоникелевого чугуна. [c.154] По мере развития кислородно-конвертерного способа производства и повышения удельного веса конвертерной стали в общей выплавке возрастает роль этого способа получения стали и в производстве низколегированной стали. Уже накоплен значительный отечественный опыт по производству и исследованию низколегированной кислородно-конвертерной стали большого числа марок. Количество неметаллических включений в стали, их состав, форма, величина и характер распределения в значительной степени определяют свойства стали [149]. Следовательно, процесс выплавки стали должен быть организован таким образом, чтобы обеспечить получение металла с наименьшим количеством неметаллических включений. Для этого должны быть созданы условия, обеспечивающие получение хорошо прокипевшего металла и с минимальным содержанием газов и вредных примесей (сера, фосфор). [c.154] После горячего ремонта печи длительностью более 8 ч или заправки ямы на подине (при простое более 2— 3 ч) низколегированную сталь разрешается выплавлять только после проведения одной-двух плавок углеродистой стали. [c.155] Шихтовка. Правильная шихтовка имеет большое значение для производительности печи и нормального хода плавки, а следовательно, и для качества выплавляемой стали. При работе скрап-рудным процессом расход чугуна в шихте обычно составляет 55—70% от массы металлической завалки в зависимости от баланса чугуна на данном заводе. В составе железо-стальной части должно быть минимальное количество скрапа и стружки и во всяком случае не более 5% каждого. Не допускается применять отходы, содержащие цинк, олово, свинец, сурьму и т. д. Максимальные нормы содержания серы и кремния в чугуне устанавливают исходя из конкретных условий данного завода. В свое время относительно высокому содержанию марганца в передельном чугуне придавали большое значение. Однако рядом работ, в частности работами Н. Н. Доброхотова и его школы, было показано, что как при скрап-процессе, так и при скрап-рудном процессе работа на маломарганцовистом чугуне имеет ряд экономических преимуществ, производительность печи повышается, а качество стали не понижается. Сказанное в еще большей степени относится к мартеновским печам, работающим, как правило, с интенсификацией окисления углерода при высоком температурном режиме па малосернистом коксовом или природном газе. [c.155] Следует отметить, что повышение тепловой мощности современных мартеновских печей, высокий температурный режим, при котором ведется плавка, а также продувка металла Кислородом или компрессорным воздухом заметно облегчают условия передела хромсодержащих шихт. В этих условиях возможен нормальный мартеновский передел, а также при более высоком содержании хрома в шихте. Это было подтверждено исследованиями С. И. Собкина и И. М. Лейкина по переделу шихт с весьма высоким содержанием хрома (свыше 1%) в мартеновской печи с продувкой ванны кислородом. [c.156] Преимущество применения агломерата и брикетов было подтверждено практикой и других заводов [159—161]. Одним из важных преимуш,еств применения офлюсованного агломерата или брикетов является возможность замены ими дефицитной криворожской мартеновской железной руды 22-го класса. В завалку разрешается часть железной руды или брикетов (до 30%) заменить прокатной окалиной. [c.157] Завалка. Период завалки оказывает важное влияние на ход плавки. Завалку шихты при нормальном состоянии подины целесообразно начинать с руды, чтобы защитить подину от приварки к ней известняка и ускорить плавление, затем заваливать известняк и руду в несколько слоев, чередуя их. Послойная завалка известняка обеспечивает его лучшее взаимодействие с железной рудой и ускоряет процесс формирования шлака. При прогреве сыпучих не следует допускать оплавления руды и сыпучих, так как это приведет к удлинению периода плавления. При интенсивной подаче кислорода перерыв в завалке для прогрева сыпучих не требуется. Не рекомендуется вводить в завалку боксит, так как он увеличивает количество шлака и снижает его основность. Для ускорения перехода извести в шлаковый расплав нужно создать условия для хорошего ее контакта с окислами железа. Кроме послойной завалки сыпучих, этому может содействовать применение в завалку рудно-изве-стняковых брикетов. Завалку следует форсировать, всемерно сокращая ее продолжительность. Для этого рекомендуется завалку производить двумя завалочными машинами. Заливка чугуна производится форсированно, после прогрева заваленной шихты. Длительная заливка чугуна отрицательно сказывается на шлаковом режиме в период плавления и увеличивает общую длительность плавки. [c.157] После спуска необходимо следить за шлаком в печи и своевременно вводить соответствующие добавки. За 15—30 мин до полного расплавления определяют содержание углерода, серы и фосфора в металле. Если содержание углерода перед концом расплавления ниже предела, установленного для стали данной марки, разрешается до начала полировки долить жидкий чугун в количестве, обеспечивающем нормальное проведение периода чистого кипения. При этом следует учитывать емкость разливочных ковшей и, кроме того, грузоподъемность кранов. [c.158] Доводка. Полировка. После полного расплавления определяется содержание в металле углерода, марганца, серы и фосфора, а при необходимости хрома, меди и никеля. [c.158] Необходимо, чтобы основность шлака на протяжении периода доводки повышалась и к началу чистого кипения была не ниже 2,0—2,2. Желательно, чтобы за период доводки основность шлака была повышена не менее чем на 0,2—0,4. Показателем нормального проведения полировки является скорость выгорания углерода. При выплавке никель- и медьсодержащих сталей для получения в металле заданного содержания никеля или меди в ванну после расплавления вводят по расчету металлический никель, медьсодержащие отходы или металлическую медь. Эти легирующие должны вводиться не позднее чем за 1,0—1,5 ч до выпуска плавки, при условии нормального хода плавки, в частности по содержанию серы. [c.159] В случае необходимости можно добавлять медь и никель, но не позднее чем за 20 мин до раскисления. [c.159] В период чистого кипения разрешается изменять состав шлака небольшими добавками шамота, плавикового шпата и в крайнем случае сухого боксита. Присадку руды или что лучше окалины в этот период разрешается производить небольшими порциями (не более 500— 700 кг). Присадка окислителей и боксита должна прекра-шаться не менее чем за 30 мин до начала раскисления. Для интенсификации окисления углерода в сталях, раскисление которых производится при содержании углерода в ванне ниже О, 2%, добавку окалины разрешается прекращать не позднее чем за 15 мин до начала раскисления. При выплавке стали ответственного назначения, например для злектросварных газопроводных труб высокого давления, корпусной стали и т. п., добавки в период чистого кипения железной руды или боксита производить не рекомендуется (чтобы не вводить дополнительное количество водорода). Лишь в крайнем случае при отсутствии плавикового шпата и высоком содержании в металле серы допускается пользоваться добавками боксита, активизирующими процесс десульфурации [163]. Уровень содержания марганца по ходу чистого кипения не регламентируется. Присадка ферромарганца не разрешается. [c.160] Вопрос об оптимальном режиме марганца по ходу мартеновской плавки был предметом широкого обсуждения. Примерно до 1950 г. по этому вопросу не было единого мнения. Многие полагали, что одним из необходимых условий получения стали высокого качества, в первую очередь с низким содержанием серы, является достаточно высокое содержание марганца в шихте и по ходу плавки (не менее 0,20—0,25%), достигаемое присадкой ферромарганца (или марганцевой руды). Однако многочисленные исследования и анализ работы большого количества заводов позволили однозначно решить вопрос о технической и экономической нецелесообразности ведения мартеновской плавки с присадками марганца. Это относится к выплавке как кипящих, так и спокойных сталей (в том числе низколегированных) скрап-процессом и скрап-рудным процессом. [c.160] Доброхотов установил, что поддержание высокого содержания марганца путем добавки ферромарганца оказывает отрицательное влияние на качество стали, уменьшая скорость окисления углерода, повышая содержание Б стали водорода (вследствие уменьшения интенсивности кипения) и ухудшая условия дефосфорации. Добавка марганца по ходу плавки из-за низкой степени усвоения металлом марганца несколько удорожает стоимость стали. С точки зрения качества стали оптимальным является обеспечение такого теплового и шлакового режима, при котором по ходу чистого кипения обеспечивалось бы повышение содержания марганца за счет восстановления марганца из шлака в металл. Такое повышение содержания марганца является одним из показателей нормального теплового и шлакового режимов плавки [152, 153, 164—172]. [c.161] Основность шлака перед раскислением должна быть не ниже 2,2 (желательно в пределах 2,2—3,2). Период чистого кипения проводится с энергичным окислением углерода. Чем выше скорость окисления углерода, находящаяся в соответствии с кривой повышения температуры металла, тем интенсивней идет процесс десульфурации. [c.161] Точка зрения на характер кривой выгорания углерода в период чистого кипения и ее влияния на качество стали в последние годы изменилась. Еще сравнительно не так давно считалось, что одним из условий, обеспечивающих получение стали высокого качества, является организация процесса окисления углерода в период чистого кипения по затухающей кривой. В настоящее время, наоборот, принято вести плавку, включая и период чистого кипения с интенсивной скоростью окисления углерода, что является одним из условий получения металла с низким содержанием водорода и низким содержанием серы (при условии, если эта скорость соответствует степени нагрева металла), не добиваясь снижения этой скорости к концу плавки. [c.161] Общая продолжительность чистого кипения должна быть не менее 40 мин и не более 90 мин. Соблюдение правильного теплового режима является одним из важнейших условий получения стали высокого качества. Поэтому по ходу плавки систематически должна контролироваться температура металлической ванны (обычно термопарой погружения по расплавлении, в начале и по ходу чистого кипения и обязательно перед раскислением). [c.162] Оптимальная температура металла перед раскислением устанавливается в зависимости от марки стали, метода раскисления, способа разливки и развеса слитков. Состав металла в период чистого кипения регулярно контролируется. Состав шлака (его основность) контролируется по расплавлении, в начале и в конце чистого кипения. [c.162] Вернуться к основной статье