- с головной части – 0,85 метров или 5,0%;
- с донной части – 0,50 метров или 3,0%.
В то же время, опыты подтверждают возможность отработки технологии с установлением более низкой нормы обрези слитков с жидкой сердцевиной (за счет более полного усреднения при деформации центральных объемов слитка) с головной части, т.е. с 8% до 5,5-6,5% (на 1,5-2,5% или 15-20 кг/тонну).
С другой стороны, повышенная донная обрезь образуется во время так называемой технологической операции при обжиме – «накат», при которой отбираемая обрезь увеличивается против нормы в 1,5-2 раза. При проведении данной плавки, как равно и других, фиксировали ряд других технологических показателей. Наиболее важный из них – расход топлива, рис. 2.3.3.
Результаты, полученные в исследованиях, свидетельствуют о том, что абсолютный расход коксодоменного газа на нагрев слитка составил:
- в опытном варианте с жидкой сердцевиной – 6140 м3;
- в сравнительном варианте – 15300 м3.
Т.е. по сравнению с обычным нагревом экономия топлива достигает 14,5 кг условного топлива на 1 тонну всада, что в денежном выражении составляет 2,5 грн/тонну.
Рис. 2.3.3 – Диаграммы расходов газа на ячейке №34 по обеим технологиям нагрева стальных слитков марки 3ТРпс в нагревательных колодцах.
2.4. Сравнительная оценка качества опытного и сравнительного металла
Изучение качественных характеристик металла проводилось:
- в промежуточном сечении, т.е. в блюмсовом раскате сечением от 300х300 до 328х328 мм;
- в готовой для переката заготовки сечением 80х80 мм;
- в готовом прокате, т.е. в арматурном прокате качество металла оценивали по результатам отбора обрези на 1250–тонных ножницах Блуминга №2.
Установлено следующее:
- металл после проведенного томления в колодцах имел более высокие пластические характеристики, и более качественную структуру металла, что предопределило уменьшение отбираемой обрези в головных заготовках с 8 % до 5,5-6,5 %, т.е. на 1,5-2,5 % (табл. 2.4.1);
- визуально блюмсовый раскат на НЗС не имел глубоких трещин, преимущественно мелкие, а в готовом прокате количество их в опытном и сравнительном вариантах оставалось практически неизменным, хотя глубина трещин в опытном варианте была 1,2 мм при 2-3 мм и более в обычном варианте, что косвенно подтверждается оценкой макроструктуры на протравленных образцах отобранных от заготовок 80х80 мм.
Для оценки качества макроструктуры по обычной (а) и опытной (б) технологии были отобраны на плавке 9-1783 по всей высоте слитка темплеты от заготовок сечением 80´80 мм (табл. 2.4.1. и 2.4.2 протоколы №43 результатов макроконтроля глубоким травлением в 25 % растворе соляной кислоты).
Как видно из таблиц 2.4.1, 2.4.2 качество макроструктуры опытного и сравнительного слитков было удовлетворительным, однако, и в этом случае и в других оценочно металл был всегда по структуре отличим между собой.
Очертания ликвационного квадрата на опытных слитках на всех горизонтах были менее заметны и более размыты, чем в сравнительном, что обусловлено на опытных слитках более низкой скоростью кристаллизационных процессов.
Принципиально, такое более равномерное распределение ликватов по сечению слитка и его высоте является более благоприятным, так как предполагает однородность механических, металлографических свойств в целом по всей плавке.
Обращает на себя внимание и тот факт, что на сравнительных слитках на темплетах от заготовок №4, 5, 6 следы вторичного теплового центра выражены более ярко (что негативно), тогда, как в опытном варианте это почти незаметно.
На этих же типичных фотографиях сравнительных темплетов видны трещины глубиной до 2-3 мм, тогда как в опытных количество их меньше на 6-9 %, а глубина их незначительна – 0,5-2 мм, что предполагает уменьшение количества вырубщиков на адьюстаже блумингов. Это объясняется тем, что при прокатке опытных слитков, равномерно прогретых по сечению и высоте, в значительно большей степени исчезают термические напряжения (практически реализован режим томления металла в слитках).
Таблица 2.4.1 – протокол результатов контроля макроструктуры глубоким травлением №43
Марка | Плавка | Штанга | Дефекты макростуктуры в баллах | примечание | ||||||
Точечная неоднородность | Центральная пористость | Ликвационный квадрат | Остатки усадки | Подусадочная ликвация | Пятнистая ликвация | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
Ст. 3пс пл.9-1783 80мм | Слиток опытный | |||||||||
Время от конца разливки до конца посада 1ч 15мин, температура посада 940°С, выдержка 3ч, время нагрева с включенным газом 45мин, общее время нагрева 3ч 45мин. | ||||||||||
Головная часть слитка | 1 | 4 | - | - | нет | 0 | 0 | |||
Выход ликвационной зоны на поверхность | ||||||||||
Трещины <0,5мм, рванина 1мм | ||||||||||
2 | 3 | 1 | 0,5 | нет | 0 | 0 | ||||
Трещины 0,5-1мм | ||||||||||
3 | 5 | 2 | 0,5 | нет | 4 | 0 | ||||
Неметаллические включения, видимые невооруженным глазом. Трещины <0,5 | ||||||||||
4 | 2 | 3 | 2 | нет | 5 | 0 | ||||
Трещины 0,5-2мм | ||||||||||
5 | 3 | 4 | 3 | нет | 4 | 0 | ||||
Трещины 0,5-2,5мм | ||||||||||
6 | 4 | 4 | 3 | нет | 4 | 0 | ||||
Трещины 0,5-1мм | ||||||||||
7 | 3 | 3 | 3 | нет | 2 | 0 | ||||
Трещины 0,5-1мм | ||||||||||
8 | 3 | 2 | 2 | нет | 2 | 0 | ||||
Трещины 0,5-3мм | ||||||||||
9 | 4 | 1 | 2 | нет | 1 | 0 | ||||
Трещины <0,5мм | ||||||||||
10 | 4 | 1 | 1 | нет | 0 | |||||
Трещины <0,5мм | ||||||||||
11 | 3 | 1 | 1 | нет | 0 | 0 | ||||
Трещины <0,5мм | ||||||||||
12 | 2 | 1 | 1 | нет | 0 | 0 | ||||
Трещины 0,5-1мм | ||||||||||
13 | 2 | 1 | 0,5 | нет | 0 | 0 | ||||
Трещины <0,5мм | ||||||||||
14 | 2 | 1 | 0,5 | нет | 0 | 0 | ||||
Трещины 0,5-1мм | ||||||||||
15 | 2 | 0,5 | 0,5 | нет | 0 | 0 | ||||
Трещины 0,5-1мм | ||||||||||
16 | 2 | 0,5 | 0,5 | нет | 0 | 0 | ||||
Трещины 0,5мм | ||||||||||
17 | 3 | 0,5 | 0,5 | нет | 0 | 0 | ||||
Трещины 0,5-1,5мм | ||||||||||
18 | 4 | 0 | 0 | нет | 0 | 0 | ||||
Трещины 0,5-1мм | ||||||||||
19 | 4 | 0 | 0 | нет | 0 | 0 | ||||
Трещины 0,5мм | ||||||||||
Донная часть слитка | 20 | 4 | 0 | 0 | нет | 0 | 0 | |||
Трещины 0,5-1мм |
Таблица 2.4.2 – протокол результатов контроля макроструктуры глубоким травлением №43
Марка | Плавка | Штанга | Дефекты макростуктуры в баллах | примечание | ||||||||||||||||
Точечная неоднородность | Центральная пористость | Ликвационный квадрат | Остатки усадки | Подусадочная ликвация | Пятнистая ликвация | |||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |||||||||||
Ст. 3пс пл.9-1783 80мм | Слиток сравнительный | |||||||||||||||||||
Головная часть слитка | 0,1 | 4 | 0 | 0 | нет | 0 | 0 | |||||||||||||
Трещины 0,5-2мм, рванина гл. 1мм Неметаллические включения, видимые невооруженным глазом по всему сечению. | ||||||||||||||||||||
02 | 3 | 1 | 0 | нет | 0 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5-1мм | ||||||||||||||||||||
03 | 3 | 0,5 | 0 | нет | 0 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5-1,5мм | ||||||||||||||||||||
04 | 2 | 0 | 0,5 | Следы усадки | 1 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5-1мм | ||||||||||||||||||||
05 | 2 | 2 | 2 | нет | 2 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5-1мм | ||||||||||||||||||||
06 | 2 | 2 | 2 | нет | 2 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5-1мм | ||||||||||||||||||||
07 | 2 | 2 | 2 | нет | 1 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5-2мм | ||||||||||||||||||||
08 | 2 | 1 | 2 | нет | 0,5 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5-1мм | ||||||||||||||||||||
09 | 3 | 2 | 2 | нет | 0 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5-1мм | ||||||||||||||||||||
010 | 3 | 2 | 2 | нет | 0 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5-5мм | ||||||||||||||||||||
011 | 3 | 2 | 2 | нет | 0 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5мм | ||||||||||||||||||||
012 | 3 | 2 | 2 | нет | 0 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5-2мм | ||||||||||||||||||||
013 | 3 | 3 | 2 | нет | 0 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5-2мм | ||||||||||||||||||||
014 | 3 | 2 | 1 | нет | 0 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5-1мм | ||||||||||||||||||||
015 | 3 | 0,5 | 1 | нет | 0 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5-3мм | ||||||||||||||||||||
016 | 3 | 0,5 | 0,5 | нет | 0 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5-4мм | ||||||||||||||||||||
017 | 3 | 0,5 | 0,5 | нет | 0 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5-4мм | ||||||||||||||||||||
018 | 4 | 0 | 0,5 | нет | 0 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5-1мм | ||||||||||||||||||||
019 | 2 | 0 | 0,5 | нет | 0 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5-1мм | ||||||||||||||||||||
020 | 2 | 0 | 0,5 | нет | 0 | 0 | ||||||||||||||
Трещины 0,5мм | ||||||||||||||||||||
Донная часть слитка | 021 | 2 | 0 | 0 | нет | 0 | 0 | |||||||||||||
Трещины 0,5мм |