Слиток с жидкой сердцевиной (стр. 2 из 6)
2.3. Технология выплавки опытного металла в ДСПА
Выплавка стали производства в двухванном агрегате (ДСПА) емкость 300 т. Шихта, как правило, состоят из жидкого чугуна (225±5 тонн) и металлолома (123±5 тонн). Чугун имел, как правило, следующий химический состав, %
Таблица 2.3.1 – Химический состав чугуна.
| Sі | Mn | S | P |
| 0,80 | 0,25 | 0,025 | 0,060 |
| 0,95 | 0,45 | 0,035 | 0,070 |
Длительность процесса плавления колебалась в пределах 40-50 минут, кипение и доводки 50-58 минут, выпуск до 15 минут. Перед выпуском плавки для частичного снятия окисленности металла в печь присаживался чушковый чугун в количестве до 1 тонны. Экспериментам подвергали, как правило, марку стали ЗТРПС, во всех случаях производили микролегирование в ковше титаном (до 0,07 %) и бором (до 0,005 %).
Температура металла перед выпуском 1600-1615 °С, раскисление в ковше силикомарганцем в количестве 12,5-13,5 кг/т с корректировкой содержания углерода в металле антрацитом АС или же в отдельных случаях углеродистым ферромарганцем. Как правило, на всех плавках, производилась продувка аргоном через шиберное устройство. Температура металла в ковше колебалась в пределах 1540-1550 °С. Разливку производили в уширенные к низу изложницы типа МКС – 12,5 – тонные слитки через сталеразливочный стакан диаметром 70 мм.
Головная часть слитка, как правило, была слегка выпуклая или ровная, что свидетельствовало об удовлетворительно проведенном предварительном раскислении в печи, и затем в ковше.
В отдельных случаях дополнительное микроподраскисление алюминиевыми "плюшками" в конце наполнения изложницы.
В целом, длительность испарения искрения головной части слитка колебалось в пределах 10-35 секунд, длительность наполнения слитка – 65-82 секунд. Длительность отстоя сталеразливочного состава у разливочной площадки не превышала 10 минут, в отдельных случаях вывозили из цеха не все 24 слитка, а по 12 штук, чтобы предельно сохранить тепло. В целом, температура поверхности слитков к концу разливки (началу вывоза их из цеха) находились в пределах 1500-1530 °С.
Опыт работы свидетельствует о том, что участок разливка – стриппер должны работать с высокой степенью синхронности и обеспечивать выполнение точно по графику:
- вывоз состава из разливочного пролета;
- доставка в стрипперное отделение без толчков и рывков со скоростью не более 5 км/час;
- быстрое раздевание слитков;
- наличие уширенных штемпелей для случаев выдавливания слитков.
Из наблюдений следует, что бывают случаи приваривания слитков к изложницам, но достаточно легкого прикасания специального для этих целей широкоплоскостного штемпеля для отделения изложницы от слитка. Поверхность слитка при этом не повреждается.
Продолжительность стрипперования одного слитка составляет не более одной минуты, то есть плавка из 24 слитков стрипперуется двумя кранами за 11-12 минут.
Наиболее характерной по максимальному использованию тепла жидкой сердцевины 12,5 тонных слитков была плавка из двухванной печи стали ЗТРПС. Состав под разливку в мартеновский цех был подан набранным из четырех тележек с изложницами МКС – 12,5. Плавка с температурой в ковше 1548 °С разливалась сверху через сталеразливочный стакан диаметров 70 мм по следующей схеме.
Таблица 2.3.2 – Схема разливки слитков
| Разливочная площадка | |||
| Х нд 24 22 Х Х 23 17 | 21 20 19 18 16 15 14 13 | 12 11 10 9 1 2 3 4 | Х 8 7 Х Х 5 6 Х |
| Тележка №574 | Тележка №1435 | Тележка №999 | Тележка №980 |
Две тележки с опытными слитками:
- слиток №1 – первый по разливке;
- слиток №2 – последний по разливке.
Ситуация по разливке металла в изложницы на тележках №999 и 980 была следующей:
- начало разливки – 9 часов 35 минут;
- конец разливки – 9 часов 50 минут;
- отправка из цеха слитков на тележках №980, 999 – 10 часов 00 минут, т.е. у разливочной площадки составила 10 минут.
Разливка металла на тележки №1435 и 574, а также вывоз из цеха, стрипперование и посад в нагревательные колодцы производилась по обычной технологии. Отстой тележек №1435 и №1574 у разливочной площадки составил 30 минут. Слитки №13, 17, 18 раздевались с обработкой штемпелем, остальные изложницы сняты без обработки штемпелем.
В целом, по опытным и сравнительным слиткам основные технологические характеристики были неизменными:
- наполнение металлом данной части слитков 3-5 секунд;
- искрение слитков – 10-15 секунд;
- поверхность слитков – ровная, слегка выпуклая;
- общий вес плавки – 307,7 тонн;
- количество слитков – 24 шт.
Нагрев слитков с жидкой сердцевиной (тележки №999, 980) производился в нагревательном колодце №34. Температура колодца перед посадом была 1060 °С, слитки посажены в очередность, соответствующей очередности разливки, при этом температура колодца в конце посада составила 920°С, а температура слитков – 1000 °С.
Температура поверхности слитков оценивалась по данным табл. 2.3.3.
Таблица 2.3.3 – Определение температуры поверхности 12,5 тонных слитков мартеновского цеха
| Кипящий металл | |
| Время охлаждения плавок, час, мин | Температура поверхности слитков, оС |
| 1 | 2 |
| 0-25 | 1100 |
| 0-30 | 1080 |
| 0-35 | 1060 |
| 0-40 | 1040 |
| 0-45 | 1020 |
| 0-50 | 1000 |
| 1-00 | 975 |
| 1-10 | 950 |
| 1-15 | 940 |
| 1-20 | 930 |
| 1-25 | 920 |
| 1-30 | 910 |
| 1-35 | 900 |
| 1-40 | 890 |
| 1-45 | 880 |
| 1-50 | 870 |
| 1-55 | 860 |
| 2-05 | 850 |
| 2-15 | 840 |
| 2-20 | 830 |
| 2-25 | 820 |
| 2-30 | 810 |
| 2-40 | 800 |
| 2-45 | 790 |
| 2-55 | 780 |
| 3-00 | 770 |
| 3-05 | 760 |
| 3-10 | 750 |
| 3-25 | 730 |
| 3-40 | 710 |
| 4-00 | 680 |
| 4-30 | 650 |
| 5-00 | 620 |
| 5-40 | 580 |
| 6-20 | 540 |
| 7-10 | 500 |
| 8-15 | 450 |
| 9-15 | 400 |
| 10-25 | 350 |
| 11-30 | 300 |
При этом, необходимо отметить, что температура поверхности слитков не может служить точным критерием, определяющим в последующем режиме нагрева в колодцах. В целом же, наиболее объективно оценить тепловое состояние слитков (а соответственно и режим нагрева) возможно лишь по времени нахождения слитков в изложницах. После закрытия крышки колодца температура в ячейке через 20 минут повысилась до 1050°С. Коксодоменный газ при этом, в колодец на отопление не подавался. Через 1 час после закрытия крышки температура колодца составила 1120 °С. Через 2 часа 25 минут после закрытия крышки и 3 часа 15 минут от конца разливки начали подачу коксодоменного газа на отопление. Еще через 45 минут ячейка вышла на температуру томления 1280-1290 °С. В режиме томления металл находился в течение 1 часа 20 минут.
В обобщенном виде изменение расчетной температуры поверхности 12,5 тонных слитков от разливки до выдачи в прокат приведена на рис. 2.3.1, а изменение температуры нагревательного колодца – на рис. 2.3.2.
При прокатке всех слитков, как во время захватов слитков, так и при обжатии слитка,наблюдались пониженные нагрузки (8/9 кА вместо 9/10 кА по обычной технологии, визуально трещинообразование практически отсутствовало. В целом нагрузки на НЗС также были на 3/5 % ниже, чем при прокатке обычных слитков, и составляли 0,9/1,1 кА, вместо 1,1/1,3 кА.
Рис. 2.3.1 – Диаграмма изменения расчетной температуры поверхности 12,5т слитков от разливки до выдачи в прокат продолжительность транспортировки и нагрева слитков
----- – регламентированный график
– с жидкой сердцевиной1 – конец разливки; 2 – раздевание слитка; 3 – посад в нагревательный колодец; 4 – подача топлива; 5 – выдача в прокат
Это свидетельствует о целесообразности посада слитков с жидкой сердцевиной, так как это позволяет в наиболее рациональной форме проводить томление слитка в 2-х режимах с направленностью тепловых потоков изнутри слитка к поверхности, и за счет отопления колодца, от поверхности к центру.
Прокатки слитков с жидкой сердцевиной производилась донной частью вперед по схеме 2´4´4´2´1, что предусмотрено действующей технологической инструкцией режимов обжатий.
От половины прокатанных слитков с жидкой сердцевиной, нагретых в одном нагревательном колодце, на 1250 тонных ножницах отбиралась минимально возможная обрезь, а от второй половины качества слитков отбиралась обрезь согласно установленных норм (см. табл. 2.3.4).
Рис. 2.3.2 – Диаграмма изменения температуры нагревательного колодца
а – нагрев по действующей технологии; б – нагрев слитков с повышенным теплосодержанием; 1 – температура колодца в начале посада; 2 – температура колодца в конце посада
Как видно из табл. 2.3.4, обрезь на слитках с жидкой сердцевиной, по режимам обычной технологии позволяет работать в рамках установленных норм и ниже нормы.
Таблица 2.3.4 – Обобщенные результаты отбора обрези по обычной и опытной технологии
| Технология на опытных слитках | Количество прокатанных слитков, шт | Сечение блюмсового раската, мм | Обрезь на 1250-тонных ножницах | |||||
| Донная часть | Головная часть | Итого | ||||||
| м | % | м | % | м | % | |||
| Сокращенная обрезь | 6 | 322х328 | 0,4 | 2,8 | 0,38 | 2,5 | 0,8 | 5,38 |
| Обычная обрезь* | 6 | 322х328 | 0,6 | 3,6 | 0,74 | 4,3 | 1,3 | 7,90 |
* Примечание: норма обрези согласно технологической инструкции: