автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Разработка и освоение ресурсосберегающей технологии производства новых конвертерных сталей с никелем и молибденом для легированной сварочной проволоки

Р Г о ОД

^ 1 т шз

Национальная академяя наук Украиш

институт черной металлургии • 15М. АКАДЕМИКА 3.и.некрасова

На правах руюяшсп

К Е К У X Анатолий Владшкрозяч

РАЗРАБОТКА й ОСВОЕНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕГАЩЕЯ ТЕХНОЛОГИ! ПРОИЗВОДСТВА НОВЫХ КОНВЕРТЕРНЫХ СТАЛЕЙ С ШКЕЯЕМ И МОЛИБДЕНОМ да ЛЕГИРОВАШОЙ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ ■

Спецпальность - 05.16.02 -

Иетаялургня одрных котшшов

Авгорофера?

дассертацил на соискание ученой сгапеки кяядидата тйкптоэсглх наук

Днепропетровск 1996 г.

Диссертация является рукописью.

Работа выполнена в Институте черной металлургии ПАН Украины.

Нау^етыЗ руководитель: Лауреат Государственной премии Украины & Г^ешн Совета Изшистров СССР, доктор технических наук В.А.ВИХЛЕЩУК.

Сфцци&ньные оппоненты:

Лауреат Премии Совета Шшнстров

стер, доктор технических наук, ^

профессор • ЕОЙЧЕШЮ Б.II.

эаг Преиин Совета Министров ' кандидат твхшЛеских наук CTAPGB P.D.

Ведущао предприятие - Дцепровск:й иа^гллурглчеекпй поибинат.

Зш^та состоится ОПре/Ц) 1995 г. чес,ОР_ юы.

па еаседвнив специаяизнровенного совета К.03.09.01 при Ннстиа-у^й черной «атамургни KAfl Украина (320050, г.^тепроштровск,'1 ш.Акадеедка Стародубова, I).

С р»ссертацней можно оанакскаться в библиотек» Института.

Автореферат разослан *Л/* ¿pttyuZAt 1396 г.

Учекыв секретарь специализированного совета» , хайдидд? гегагзесяа неук J __T.ß.JlEB4aiK0

СНГАЯ ХАРЛКТСРИСША РАБОТУ

Актуальность работы. В 1991-1992 гг. в Украине возникла необходимость в обеспечении трубной, судостроительной прошгаленпости, мостостроения и машиностроения в новых видах легированной сварочной проволоки из никель- и молибденсодер^.ал^х сталей с понижегпшм содержанием сери и фосфора.

Обычно в мировой практике эти стали производятся ч электропечах с максимальной утилизацией никеля и молибдена из легированных отходов и разливкой в изложницы на слитки малой косен.

В связи с отсутствием в Украине возможности изготовления легированной катанки требуемого диаметра из электропечной стали потребовались разработка и освоение ресурсосберегагацих технологических процессов выплавки у помяну таг легированных сталей повышенной чистоты в конвертерах при разливкз металла на слитки большой массы.

При этом для обеспечения технологичности и экономичности легированного металла при выплавке в конвертерах требовалось изыскать возможность расширения пределов содержаний элементов в сварочной проволоке, унифицировать мерочный сортамент сталей, использовать более дешевые и доступные легирущие ферросплавы и лигатуры при их выплавке.

Цель работы. Разработка технологических основ и промышленное освоение ресурсосберегающих процессов выплавки новых экономичных конвертерных никель- и иолибденсодержощих сталей с понижетшм содержанием вредных примесей для легированной сварочной проволоки унифицированного марочного сортамента с использованием обессеренного чугуна, оборотных легировяяных отходов и новых легиругоих материалов, производимых промышленность!) Украины.

Научная новизна. Математическим моделированием сопряженной задачи гидродинамики, тепло- и массопереноса в конвертерной ванна с учетом тепловых эффектов от взаимодействия твердых легирующих и коррэктирущих добавок с расплавом исследованы закономерности процесса усвоения железоуглеродистым полупродуктом никель- и мо-либденеодертмцих материалов разного состав®.

На базе расчвтно-янакяткческих и экспериментальных исследований определена возможность расширения норм химического состава и унификации марччпегп сортамента легированных сварочных проволок для пов?гтт?ния пх тчтотоялгчтя п ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.

На основе анализа диаграмм состояния металлических систем и с учетом особенностей процессов легирования конвертерной ван-ни обоснованы экономичные составы новых технологичных никель-и ио;.цбдансодаржб:,их ферросплавов для производства конвертерной стали.

Получены новые данные о качестве металлопродукции из слитков большой мессы легированной стали с никелем и молибденом, отлитой в уширенные книзу изложницы с теплоизоляционными вкла-диками.

Практическая ценность. Разработана н освоена рзсурсосберега-ыцан комплексная технология производства в конвертерных цехах никель- и молибденсодержащих сталей с использованием обессеренного чугуна, оборотных легированных отходов, новых легирующих материалов в условиях разливки металла в уширенные м»-ву изложницы с теплоизоляционными вкладмиамн на слитки большой массы.

Оценены ресурсы легированных отходов, сорпаушихся на разных переделах при производстве и применении мотиллонродувдии из конвертерных никель- и молибденсодержащих сталей, Разработали рациональные технологические схемы раздельного сбира, транспортирования, складирования и утилизации лзгироианных отходов.

Сформулированы технические требования к составу шихтовых и 'легирующих материалов, разработаны рациональные технологии легирования и рафинирования конвертерной венны.

Разработана унифицированная сварочная проволока Сь-08ГШ:А для выполнения внутренних и наружных швов газснефтепроводных труб высокого давления.

Практическое использование результатов работы обеспечило научно обоснованное решение актуальной задачи организации экономичного промысленного производства новых никель- и молибден-■содержачих сварочных проволок унифицированного сор-.амента взамен метвлюпродукции, получаемой по импорту.

Реализация результатов работы. Результаты теоретических н ьксгериментмыпгх исследований явились научным фундаментом технологических и те;-ничесних решений, внедренных в производствен-

ную практику комбината "ириворожсталь", ЗГСДЗ, АКП "Сгзль-метиз", ХГГЗ, КГГЗ, ПО "403".

Разработанная сквозная технология производства технологичных конвортерных сталей Св-ОЗПНМ, Св-ОЗШ.1, Св-ОЗШ, Св-ОЗГСНТ, Св-ЮГН, Св-ЮНМА с пониженным содержанием вредных примесей, ускоренно охлажденной катанки и сварочной проволока из юс. освоена п внедрена на упомянутых предприятиях.

Внедрение сварочных проволок из конвертерных никель- п мо-лябленсодэртчих сталей в трубную и судостроительную про»дЕплен-ность, мостостроение и машиностроение обеспечило высокое качество особо ответственных сварных конструкций, упрощение сварочных процессов, сокращение импорта металлопродукции и легирующих материалов стратегической группы.

Обоснованные в работа технологические режимы выплавки легированных конвертерных сталей включены в Типовую технологическую инструкции ТТИ.3-15-22-85 по выплавке стали в конвертерах.

На ноше легирующие ферросплавы, катанку а проволоку из новых легированных сталей разработаны технические условия ТУ 14-228-61-92, ТУ 14-284-10-92, ТУ 13-15-3-41-94, ТУ 48-0514-55-93, ТУ 14-15-371-35, ТУ 14-15-373-95.

Суммарный годовой экономический эффект от внедрения результатов работы составил 11,9 млрд.крб, (в масштабах Цен 1Э24 г.).

Апробация и публикация результатов работы. Результаты работы долоаены на ¡2 Международном конгрессе сталеплавильщиков, УШ Международной научно-технической конференции "Теория и практика кислородно-конвертерных процессов? трах координационных совещаниях.

Основное содержа те работы отображено в 5 оаубликованннх трудах а эаадсно 6 патентами Украины и-Российской Федерации.

Структура и объем работы. ' Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, приложений, изложена на . 94 стр. мапинопзеного текста и содержит 27 таблиц, 25 рисунков, список литературных источников пз 102 наименований. .

Основное содержание работы. •

I. Разработка технологичных и унаЦифрованной нлкель- и мо-либденсояоряащнх экономнолегарованных кензертерных сталей для сварочной проволоки..

Рассмотрены и обобщены литературные данные о црогр-зссгзяшс композиция:; никель- и/колцолйнсогортаздх сталей для произподстпз

б

легированных сварочных проволок, современных технологических процессах и материала* для их осуществления.

Определено, *зто для изготовления сварных газонефтепровод-ньи труб высокого давления, крупнотоннажных судов, тяжелотгруженных сварных мостов и машин используется легированная сварочная проволока диаметром 1,4-5 им из сталЯ Св-08ГМ, Св-08ГНМ, Св-08ХМ, Св-08ГСНТ, Св-ЮГН, Св-ЮНМА, При этом обширный марочный сортамент стали, узкие марочные пределы содержаний марганца, никеля и молибдену, пониженные допускаемые пределы содержаний серы н фосфора затрудняли освоение технологии выплавки металла в конвертерах.

В связи с атим срвместно с сотрудниками ИЗС проведены исследования по изысканию возможности расширения внутримарочных пределов содержания элементов и унификации сортамента легированных сталей для сварочной проволоки, используемой при производстве сварных труб высокого давления.

Расчетами на основании экспериментальных денных определено, что расширение диапазона Маро«мых Норм содержаний легирующих алеиентов в сварочной проволоке на'0,15 % допустимо, поскольку вызывает незначительное (в пределах точности химического анализа) изменение состав^ металла ива, С уЧвтоа этого, дпя пошляения тех-нологичнос«и сталей Св-08ГЙ» Са-ОьГНМ, Се-СчЗХМ в конвертерном производстве на н^х разработаны ТУ 14-228-С1-92 к ТУ 1-^-284-10--92, п которых расширены марочные норга содержаний марганца, кремния, никеля И молибдена.

СпециольНьаш лабораторными исследованиями и фиэико-хнмнчас-юш моделированием показана возможность снижения содержаний никеля и кслибдеНа в легированных сталях при учете кобальта и вол1>фрама •» йбпупфк Элементов4 .вносимых ь количестве до 0,10 % и 0,05 % собтветственно легирующими материалами н металл.

Наряду с э»им разрабо»вЦа НРваА эконоиюлегированн&я сталь Св-08ПН)4А 0,09 5» с , 1,0-1 ,Б % кз , 0,2-0,45 % а! , * 0,015 % а , * 0,020 55 Р , р«б5-0,ер?Б( ио + ), 0,4-0,8% ( III + Со ), * 0,30 % Сг , б 0,25 % Си ♦ £ 0,01£ % £Г ) для унифицированной сварочной Доволоки, Используемой для выполнения внутренних и наружных швов Ь|&зонеф*епроьод}а'х труб высокого цае-денкя взамен сталей Св-08ГЫ, Св-ОбГШ и Се-08ХМ.

2. Разработка технических требований к никель- и молибден-содержал1,им легирующим материалам и оборотным м-эталличзс-кнм отходам для ресурсосберегающей екплсзки легированных сталей в Конвертерах

Использование импартнкк иеталлйпеекорсг никеля и ферромолибдена с. неоправданна высокими требованиями по чистоте и качестве легирующих материале« при производство конвертерного металла предопределив* высокую стоимость иеталяопродумда»» В связи с эти?.! разработаны экономичные составы ферроникеля и молибденсодертащей лиратуры с более высокими допустшгЫ содержаниями врершх и цветных примесей» Нот:-? ферросготш освосни па Побужском Государственной ¡шкелейоУ <ПГНЗ) И Донецком йш^маталаургиЧЬском (ДХ1лЗ> заводах!

При разработка рацнемальнего состава Ферроникеля и молибден-содертащей лигатур'.! исходили из ограМйешглс йбзяькностей ввода твердо* добайок в конвертер !) йсиижеиних фшйЫзских содержат» цветок примесей в Кснвзртйрной Абвуйред/кте»

Прздяояей е#9»тийниЯ марошшя йдртамент ферроникеля со стабилизировавши ссдсрж^пёи ПикЬлп й Днфферёт;ироа&!пшм!1 концентрация?«! прйыэеей (Г/ 14-^15-341^91) { гёзсИЬлбРиедхй при ЬиИлаоко П& ПГШ (таблЛ)»

Таблица I

Химический состав феррстШаяя дДЙ йегиройоиия конвертерной с а л >(

Содержание и марке (с пред-злах или яе визе)» %

ФН500 ФНбСО ФН^од й'йаоо £11900 ЙП000

Никель 4<5-5,5 5|4-6к6 6,3-7)7 7)2-8,8 8,1-9)9 9.0-11,0

Кобальт 0^35 0)35 0)35 0,35 0)35 0,35

Хром 0*20 0)24 0,£6 0,32 0)36 0,40

Медь 0,40 • 0,48 ' 0,Бб 0)С4 0,72 0,80

Сера 0,040 0,040 0,047 0,053 0,060 0,067

Зосфор 0,030 0 020 0,035 0,040 0)045 0,050

На основе анализа даагреь'м состояния металлических систсу Цо-Т1, Ыо-А1, йо-в!, Ко~?о ¡1 экспериментов обоснован состав экономичной иплкбденсодерчадей лигатури А!!Ч (ТУ 4В-ОГ>14—55—93) для

е

легирования и корректировки состава конвертерной вацны (48-60 % ( lio + w ), Ыо /Я ¿> 20| не бодеа» ЙО % { Д1 + Si Ь 10 % si , 2 % Ог , 2 % Ti , р,0 % Ou i 0,1 % p , 0,1 % s , остальное - железо), технологичной при выплавке металлотерми-ческим способом на ДХЮ,

Оценены ресурсы Й рааработэны радионедышэ технологические схемы сбора, раздел»!, хранения и транспортирования легированны* металлических отходов о никелем и молибденом, образующихся при производстве и иопадьаойации металлопродукции из легированных юнвертерных отелей.

Определено j что 165-285 кг/т оборотных металлических отходов может Оить собрало И угмианровано в конвертерной плавке i Это может o6ecnewtíb сшгаеййе расхода никеля и молибдена для легирования сталй йа 6-Í6

3. Математическое кодедяроедаш процесса усвоения легирующих и корректпрукцкх добавой молибден- и иикель-ыатериа&оз 8 {(Снвертернб;! там

Для разработки Научно обоснованных рскокендаций по виду, • гранулоиетрачзоке&ф' éaymfr и;»&ода цщшяя и молибдена в конвертер исследована шйти^/уойоефш сашой «вердис яегиру-йяих д'обарбй в «raxí? иашзкк и по ходу

продувки». '|»в*одо4» и^ЙйМ^^ЙИ ^иУЙЮроеашя оопряжеюйк задач féüBO* р ^aóponípliwea % 'уЩЫ fctóosuíf c-$eKtou взапыо-дейс^вйй «ейфуя^еЙ дй$йввге ^gjwai»! в иоера.чкчнсм слое;

fóiTáitt^^l^.MA^Áií/iMttiÉ^lüt фвйлава' '(1-3) и иассопере-коса (4) й «tata» 'imélígt^ePB. Шмффь йрвдстийлека в безраз-иерньи ьидеГ ■'■:'.,:;'.

1 ГО Г € 1 0SV 1

ovr wr 1 е? V 1 rare i v _x + v_ —ь « - ■

r or z ôz pdr

ûVa ^ aV !:ef' ) f«% 1 AV. fl4V. i

a • - - о

(W.) — (jrV-î »• 0, (3)

» An IB -

вг r , ea

Jm dm (m t r ôJra t г?го вгщ

<— Y, — + v_ — - —} —£ +--+ — ,

et Г or B as Ре l вг r аг д?г J

где г и ъ - координаты, V, й У„ - радаальная и осевая со-

г 2

ставляющие скорости расплава, р - давлений, р - плотность расплава, Нет и Рет - турбулентные аналоги чисел Рейнольд-са и Пекле, ш - касса легирующего элемента в добавке,

Дяп решения поставленной задачи найдены Скорости перехода никеля н &юли0дена из тверд!« добавок в ксйвергеркьй йояуйродуст и процессе продувки ванны кйслородом с использованием математической модели, которая включала тепловой период (н&череглие я последующее оплавление металлической сбслочкн) и период штвлё-ийя (5), в том числе диффузионного в результате йауйяероялвышя (6), или растворения (V) легирующей рластш& йа щв Конвертера при соОтйетстёуюЕцях начальное И граничных уейовкях:

дх дТ

оси,а) ■ ааС(х,т)

От Ох-

(32(т) р ДХ

ЙТ р(Т)

где с , р , х - теплоемкость, пяотяссть я сзщояроеоднесть

(6) (7)

легирующей добавки х) - температура пзосугми} т -время? С(х,т) - концентрация углерода 15 пяегтаяэ{ 0 * коэффициент диффузии углерода в пластина I р - ясгфЗ'ИЦйечт ыассойереио-са кежду растворяющийся материалом я ¡тадка.ч полупродуктом; дх -разница мелзду концентрациями раствора зблйзи поверх;!ости уусгл и растворяемого компонента5 е(т) •» те{учзя йштаяя Граница пластины.

Для проведения расчетов по еопрсаггщьа методикам определены основные свойства промкЕлеянызг про5 яе^йрукцих материалов ( р , ^пл » ^ » с » » гс 5 Я ».тчи&яегга тепловые еффокты от нх взаимодействия с железоуглеродистая рйсплааом в пограничной зоне при плавлешш (растворения) добавок.

На основе численного регеяяя задач получека поля концентраций легирущих элементов в ванне кяслородаого конвертера по ходу плавки. Это позволило определять обчеуп продолжительность усвоения легирущей (рие.1) я корректирующей (рис.2) дсбааки полупродуктом с учетом усреднения ванны по ни.келп и молибдену до точности их химического емалира в стали (0,05 %).

Результаты расчетов по усвоения гонвертернсЯ ваннсЯ доб«?илк

то

о

к §

| 1000 «а.

600

т во во

Тонтина добавки,мм Ряс Л. Продолжительность усвоения яегирущих добавок, вие-£еМНшс в карсту конйертерМоП плавки г

I - Но { 2 - ?еИо I 2 - АИЧ$ 4 - Н± ; 5 - РеК1 .

Рис.2. Продолкитедьцссть Усвоения корректИруших дебош вввдектк в конвертерную ванну на Ю-оЯ (пунктир) к 15-ой (сплсжнея линия) минутах от начала гисло-рсдае* продувки. ' .

I - «г»тура АМЧ; 2 - .

и

лакового форропягвля н лигатура А?£Ч раоиерсч БО ка в шижгу под-герядаш результатами промкалейногс» экокеркканта с отборен л гализом проб металла по хо,зу плавки (рис.3)1

Определено» что дут аегирозаипя ясапертернсЯ во«5ян целесо-jpasHo использовать в гзкту чупксакЛ ферроникель н лигатуру АМЧ кусках разморен до 50 Дскзагло такго, что длл уевс&яя г:ор— !кт1грукпих добавок ьикеля н молибдена аолупродуэтем «ушповкЯ дасникель слэдует вводить кэ поэта, чзп за 3 ш» до озенчглля юдувки металла "снслеродси, а лягат/ру А.ЧЧ о пускал раоигроа ' мм - за.5 кнн до окояч£1'::л vs^ji?.-..

4. Разработка и оевздшпз ossccsoît рпгурзгсЗорер.г'г-лз.Ч гоз> иологин прсизводзтг-п кеявертерг&к г-гикель- я гс£к0дгк« содертг-м- сголэй д^Я свг.рояноЯ прсвслег.1!

В пропэсс? гтрогггстле'нт сг.сг.тгртаентоз реи«?» зсдя'Ш ffl::»;--;?-шш потерь легиругазч: патэркозез iipn подготивке н »««wan те галлв, ртяпэедт .яерпровйвк-к егхедоз, сЗевпечеття ьизкпх со~ рзшп:;' сэры г? фсгссра ъ пг^тучегтя висогогс га-

sïBa металлопродукция из сяя?г.сз больйей г?сск (0,4~Т2,5 т).

Тср:^од;:иа;л1Цзс!:пм сшашзк! п аг.сперимоНтшгыилт псследозени-! (рис.3) определено, чго а гагоцгссо врг>кал»ЭйЛия ира темп?ра~ ja £00 °С пр"псхогит кгия'спппсэ елваа»? ¡'олиЗденсодер--вх легнрупщ роторрглеэ. ïJc-'Wv го потерь *»с-

5д<глг\ з процесса легйпезикл стал'! ^ап^д^г.садг.рг^.-г'-з силагн ытенцорто !гроад,"ипц'?й njn ttr.'r/crçvypn до 600 '"С п нсКг-шга''; атмосфера. Kai! Kotî.iîo-I!! лсел?доиг.ли;:,

I таком реиш> проказишш лргзгур» а'5Ч сбеспа^гсатся доега-жо ттевэ (0,0-2,7 см3/1С0 г) содзряггл? водоред» з легируй 5 добазкз.

Такса определено, что феррстакы» jrspRwerssysre;! бол ос» «коп гаосггсагце'Ясстьп яо сраьлекио с иетавичевяю пикзгеи, деегатотас сЯ&зяглснов удалекмз водорода пз достигался I 600-500 °сГ

Дзя paspsisrr:* p-Jïypcccieperarrzeît гзхнеяоп-::! яслучейия каз-тлеродпетего ягтерошмего колугроягк?:» о радия 0,015 я 1,025-3,030 псяшзтаг.! содер:?аг;ей сери исследованы сдедв-: варианта пиэтовпи кстар?эсис1 плазк: а исзояьзо?аЖ1ем{

а) глубогоо5гссерекного ^тут'п с 0,005-0,СО? ^ cepiî 0-пг/т), cdtroHOPO стр.лыгсго лека (180 кг/î), «етаялп^с.та'о еля (6-3 и?/т) ïî (нлн) ферртаолкбдЕна (10—18 ет/т) -неят; .

Раа.З. Дрдав об lîsutmrcm ссдз^ак.'Л

tt^çifl» (лгагоя И й мраибдача (дашйя 2) üo ХОД-

Точки на мм ^бсцйее:

А - (fofon гугавКи, Б - çpçкавая проба.

Прододтттра.ть Ы?р)Ш,иин

Рис.З. Зависимость оетсляемости образцов ллгатурн АМЧ (а) и ферромолибдена (б) в зависимости от температуры нагрева и продол-япел ьноо т и видер;-дап --- 600 еОО °С; —1С00 сС.

б) глубокообзесереянего чугуна, с 0,003-0,015 % серы (900--ЮООкг/т), обороняя иизкосзряист.'« лзглроватп-а отходов (106-200 кг/т), изталли*геокого ннколя (5-3 кг/т) и (или) ферромолибдена' 110-19,2 кг/т);

в) глубокосбессорсюгого чугуна, с 0,008-0..01?- % сер« (550-1100 кр/т), ферроникеля (€0-165 кг/т) л (или) лигатур" АШ (0,5-17,0 :•.«/») без стальноп к «га;

I1) сбессерскн0Р0 чугуна с 0,0X8-0,025 % серы ($00-9*3? кг/т;, ферроникеля (Х-;.0-200 кт/т) я Л1:га?урн АКЧ (0-8,5 пг/т) Соя стального лома;

д) глуйокосбиссергнноро чуг>кн с 0:ССЯ-0,С13 55 сери (030— -600 кг/т), иизкоеер1ШСТых сссрсяг.::: дб-л;рсзш!шйс отходов (132-гО? к-/?), февроййкеля (*.£-1СЛ и'/т) 1! лкгмур»; АИЧ (9-14 м/г);

е) обессеренного кяя оС-тнсго чугуаа « 0,015-0,025 % г^м (ЯЗС-'>?0 кг/г); сборитких лв>,кровшл'ых огходо? « обедай сс-

(112-150 кг/?), ¿ерг.ониусля <£¡¿1-2.00 кг/*) I. •'.*.-г;?у4>н Л/.'.Ч нЭ-9 иг/т);

.;-) обесочрз/гисго или обитого иутуяг» с 0,015-0,Л?5 % -ри (Н35~""ч3 кг/т), сбичных оборотах стходо? Ш0-£00 ;■»■/?), г: р?:«*вля (110-200 кг/т).

Критерия*» эхономяздости упеи.<:чутых веривитов г.Г'-изьсл-:?-ва легйровемной стали били относительные расход и стоимость ле-

гирутсщих материалов с шкедок и молибденом в сравне?шк с баз осам вг.риантоа.

Определено, что наиболее окономиягааш способгия получения легированного конвертерного полупродукта с пони.иеннш содержа- ' »те« серы явллятся. варианта дне, предусматривапцие использование в пихте конвертерной плавки {"лубокоебессеренного или оСкч-нсго чугуна, легированных отходов с обычным или конккеннш содержанием соры, ферроняизля ¡: (пли) лигатура ДМ предложенного состава. По сравнения о Сйэозш варианте« (а) при gtitx вариантах обеспечивается снияание расхода (на 12-18 %} и стоимости (не. 2530 %) легиру»яцнх Добавок Никеля и молибдена ь сталь.

На опытных плавках определено, что в случае легирсванки конверторного мзгаяла фадкхткелеи » лигатурой АМЧ содержание попутных язгируэдкх олоиеатов <• кобалыга и вольфрама в стали вше, пеа при попользовали» урадад&егзигс «егирукд»« г<;а*ериалса:

JJ с гиру icqi ; а «аториаи Содор;лый;о s «r&sa, %

кобальта вольфрш-.ш

йзрроникзль, лигатура АМЧ Металлический кшшль * ферромолибден 0,03-0»07 Ü ,01-0 s 02 0,02-0,05 0,01-0,03

lia сери;! ошгаж пьыдез роде&жя cnoooiî учета пеку?«»: » ^pKaiôceiî кобальта il вдифредо в стаза» цр^скатрйвсхцпй Ьярод-д-.глеаш расхода форрсгшкадя «j Hüraiy^u Ш1 ероддемарочиоз сс-г.дзрЛЕ1й!0 { Ki s- Со ) u ( С ) с швззеоЯ пробе металла -с уцэтси сертцфшшя&л д&ших v ^.та&ссксЛ иокщиирсщш еххх -аяеыентовв д етодошде ютьрйахгсс. Ксследзгашя показала, что кто oöoonstsjBaeT сшашо рссхода 1.ккеля на 0,30 tr/f (б сш, Й5 и.шшибдеяа На 0,22 jù'/ï (3 от. S) для лэглроваяия стали.

Отработала а освозпа технология корройгяровки состава иад-,)-сертериоЙ ваша ко кккзЛя к мол$;0ден*г па основиат дйшух о составе металла прадоугошоа пробы ка 10-12 манугах продув!®, обослеедваацал баз мсповьзованйя нагалличэокого клкедя пели аз соотаететгш производимого яамфованнсге ьзгалла требованиям vex-'кхчесгах условий.

Изучен характер изменения состава легированного металла и плвка по ход,' конвертерной плавки « при вацуска s козз стали

с пониженными содержаниями серц и фосфора, Показано, что для обеспечения пониженных содержаний серы и фосфора й легиропаяной стали необходимы тщательное удаление плака иа чугуновосннзс и за-лнво-<;:ик ксаией, увеличение расхода извести (на 20-40 кг/т) и плавикового шпата (на 2-4 кг/т), а также двух-трехр&зовоз скачивание лишка по ходу конвертерной ллаэть

Исследованы 3 варианта технологии разливки легированных сталей череп сталераэливочный стакан с каналом диаметров 50-60 ил на -.-читки массой 8,4-12*5 т!

а) сифонным способом а уширенные книзу излатшад* С тепло-изсляпноНшали вкладышамиi

б) сверху в уширенные кверху нзлсяница с прибыльными надставками;

в) сверху в уширенные ¡снизу излогзшНы а теллонзоляциошлат вкладагсами.

При всех способах разливки металла сбеспзчипалось грзбуешз поверхности „ ^ _

качество'-/» макроструктуры заготовок. Исходя из результатов ис-

слидсваний, для производства лег-ирореинйх стало.1 рекомендована

разливка металла сверху В уэтренниг книзу нвле.шщн с теплоизо-

ляцно.чПши виладдаами при увеличенной (до 4-й,5 кг/т) расхода

теплоизолирующей смеси для утеклення мяознсй <:асти слитка,

В 1093-1994 нЧ с ИспольяозаШюм разработанная рэжйкоо выплавки, легирсйпшя и различия металла На комбинате "Криворож* сталь" осв'к-но прслшешюе производство ксйаертерннх сталей Св--08ПМ, Св-ОЗП НМЛ, Св-СбГМ, С&-08ГСНТ, Са-ЮГН и Св-IQIffiA при i'ucoitctj я стабильном усвое.чим hhkwi (95-98 %) и молибдена (96-09 Г).

П^сгаадекнял про яг и ко цлд'ьердияаt что упг-мг"уп:з стади гехчл..чГ!"П'1! н конвертерной й прскптйсм ¡трсизкоя/^в,"::.

спгююшшЛ т^'перятур.'ш?! реям успор-ннсгп охлаждении :nrr:\v:< цэ .•■ргирсвчпос Сталей с «ткелгм •• »«от-; Witt i

(К'0-^.-yj °С'.

,--pft.im охлзлу.онмля кптсяка из лерирсвопч.чх с: ля-.-Я гм-стэзяучтся !; нчбелг-пуи ¡'сли»«1ство огалий» (4-9 :■?/?) " хл|мп?в~ f „.,y!V! ,я (,гастн"чоеть^ (табл.?.).

С-тс сС.-ггечило внс<'.»уя т'-хнолсгичнесть ивт-лла ryn г е.,•<••.>• ном еслочои*1*и катенки на сварэчиу» проволоку диаметр-. >' 1ш, астор.тя по «с™ ткаэат-.-ляч »в'исть'я вагнгстьп соответст^у*? тгв<оагчтлм технических условий.

Таблица 2

Результаты контрольно-сдаточных механических испытаний катанки из конвертерных никель- и йолйбденсодержащнх сталей

Марка стали Временное сопротивление; Н/мм Относительное сужение, %

св-08ГПШ 500-750 65-78

Св-ШГНМ БЮ-640 59-76

СВ-08ГМ 480-550 73-75

Св-ЮГН 450-650 65-77

Св-08ГСНТ 600-840 59-72

5. Исследование качества металлопродукции

На 17-19 горизонтах раската слитка массой 12,8 т исследованы качество поверхности, Макро- и микроструктуре, химическая неоднородность и газоыасыгденНость Заготовки, катанки и проволоки из конвертерах Сталей 0 Никелем и молибденом.

Определено, что по степзИИ развитая химической нооднородности о , Ый , 81 , 8 И 1? {<рб&ьЗ) заготовка Из легированных сталей практически не ртли'-^ётея от стандартной легированной стали Св-08Г2С. ПойавьаО также* что степень сеЬрег&ции Никеля, молибдена и титана в б&Готовке, йй крупных стольных елйтков, отлитых 6 уширенные книзу нзло;глицы,незначительна.

{¡а всех горизонтах раската слит ко катанка и проволока из легированных сталей с никелем И молибденом Удовлетворяет требованиям технических условий Ьо всём ¡юркируейым показателям качества и свойств. '

Б то ¡ко время конвертерный легированный металл характеризовался более низкими (в 2-12 раз) концентрациями азота, меди и хрома По сраюнени® с олектроречной сталью соответствующих марок.

6. Эффективность производства и применения легированной сварочной проволоки из конвертерной стали

Расчетами по прокышлеюйы данным определено, что при вы-пяавке-Легированных стелей по разработанной технологии достйга-. ется снижение себестоимости металлопродукции примерно на 15 %.

По данным неталлопотреблккцих предприятий, при использова-

Таблица 3

Обобщенные данные о степени развития химической неодаородности заготовки из легированных конвертерных сталей по раскату слитка й

Марка стали с Ца 31 . а г По Н1 •11

Са-ЮГН 59,0 8.в та. 9 79,2 42.9 4.7

9,6 2,0 5,4 15,6 0,6 1,2

Св-08ГН 48.4 7 т3 10,9 54.7 . . 15,0

11,6 0,2 2,1 8,6 8*2 1,9

Сз~08ГСНТ 57,0 5 Л 49,2 2377 9.7 14,4

- 12,4 Г,2 1,4 а„4 8,1 2,4 1,6

Св-СвПШ . 54.9 10.0 ;• 14,9, 65,3 50.0 Г2.3

12,5 2,3 3,2 13,3 11,2 5,4 3,5

й В числитоде - область рассеивания, в знаменателе - коэффициент вариации (в относительных процентах).

нии сварочной проволок« из конвертерных стаЛей о инкелеи и молибденом обеспечиваются требуемиэ действуодей нормативно-технической документацией качество и свойства ответственных сварных конструкций и изделий. Кроае этого, при использовании унифицированной сварочной Пройолок1.! Из стали Св-С8ШШ достигнуто упрощение сварочного процесса npii йаготобленйи газоНефтепровОдных труб высокого давления.

ВЫВОДЫ

I. На основе рвСчэтно-йНалйтиЧйских н экспериментальных исследований показана возможность расширений пределов марочных содержаний леГирухягих злейбНтов» учета легирущих примесей кобальта и вольфрама и унификаций мерочного сортамента никель- и ыолибден-сьдер.^йш.нх с?слей для сварочной Проволоки с целью обеспечения их тейюлогичности й ексномйч}1оетй При выплавке в конвертерах.

2» Путей анализа ДиаграЦ) состошМн Металлических систем и данных о ^тепловых воэйемюстйх йонвертерной ¡глазки разработаны аконоцичНа'е состава ферреоМбйое систем железо-никель и молкбден--гшезо^ йДЕминий^креШий для легирования конвертерной стали.

-3« Bkei»p»MeUtiaiH.B.Ьромшае»йпа-Услойййзе ЬцейенЫ ресурсы в раороботЫ)Ц;}кЦЙ6>1йЛЫЫе ie3CJibiorH4seirtie ихеш сбора» разделки, ipbHchopTMpoBiiiiitJi И храденйй оборотных легированных отходов» образующихся При производстве it Использовании ¿¡еталлопролуихт! из RciieepttipiiUx еМигё'Й' <3 МййёЛеМ ft ЯолибдёноЦ*

4«'Йе§оДои iiatey&Tk43ci:cro моделЯрйвШтя По специальны» nporpaitoaii й iia осЙЬй'е Ькспоряишноа Исследована ттетиКа усвоения конвертерной ЬСаШоЙ разных Йййвль- и а ол и 5ден с оде ржачих Материалов, что Лозволяло разработать Лаучно е8основй1Шыс рекомендаций по р&цкоМальйоыу гранулометрическому Составу И режимам вВода легйрупцкх добавок никеля t: Иолйвдейа Ь СТаяь.

5; Разработка Я оейоела комплексной ресурйоебэрегйпцая технология производства Ыкель- U ^олиб£ейеЬдэр£ади* ет«леЯ о пони-кгннши содержаниями вредных Ьри^зсеП, вклечаггдая использование в тахте конвертерной плавки ферроникеля И ЬолибдеНсодержащей ли> гатуры предложенного состава* обессеренного чугуна и оборотных лз гирояишых огхоеов, резяивку Металла в узгарешшэ книзу изложницы с тспгонэплкципшы!!)! вклйдшгами на слитки большой массь!,

6. к'этеллопродуиия из конвертерах легированных сталей и сьаркэ у.оиструтвдй и изделия, изготовленные с использованием

сварочной проволоки предложениях составов, по всем нормируемым

показателям и стабильности качества и свойств удовлетворяет' требованиям нормативно-технической документации.

7. Внедрение результатов работы обеспечила снижение, себестоимости металлопродукции на 15 %; позволило сократит» импорт легированной сварочной проволоки, и легирукцих материалов стратегическая группы, упростить технология производства сварных изделий и конструкция, уменьшить энонсялчёекяе издержка г- результате г:е-"итмкиной и некомплектной поставки сваро^гах материалов.

ССНОВКОБ С ОДЕРЖАН!® ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В РАБОТАХ'

1. Производство легированных сталей с никелем и. молибденом, в конвертерах. / В./».8ихяевяуя,. А.В.Кёкух, И'.И.Любкмсп я др.. // Черная металлургия. Бюллетень нн-та "Черметинфериация".. - 1995. - № 9. - С. 30-34.

2. ЗконсинОлегирсвышая никелем и молибденом низкосернистая конвертерная сталь для унифицированной сзарочнсй проволоки.. // В.А.Вйхленцук, С.Е.Сеыеноз, В.Л.Поляков, А.В.Кёкух н др. // Металл и литье Украины. - 1995.. — ^ 10. - С. 9^-12..

3. Математическое моделирование процесса усвоении легирующих и корректирующих добавок молибден- и- никельсодержачшх материален в конвертерной ранне / А.В.Кеиух,. 3. А.Вихлевягук, И'.А.Пав-л»''.'енкоя и др. - Ин-т черн. металлургии- НЛП УкраиныДнепропетровск, Г995. - 33 с. Екблиогр. Г 26 назв. - Рус. — Дёп.. В'ГНТЕ Угреиш 10.07.95» :« 1737 - У?;,. 95.

/|. Ресурсосберегающие технологии легирования конвертерной вечны никелем и молибденом. / А.В.Кёкух, В.А.Вмхлевщуя, В.А.Поляков и др. // Телкгч докладов .'ЛИ'Меглунврсчюй конференции "Теория и практика кислсрсчо-г.-ивертерних процессов"- /лвпр^гнт-Рсеск, '¿'.>-27 октября 1994. ТЪпсгрория ГМегАУ. - С. 114-115.

5. Патент Укряигш # '"786'МК55 С22С 30/12, 38/50, 28/52, 36/58. Сталь для свэрочпсЯ проволоки. / Э.А.Енхлеияук,. Р.А.П'-ли-. ков, с.Е.Семенов, О.С..Тк-1ьгг,.К.Г.Макаров,. и.М.Окесь,. И.М.Л»*и-мсв, А.В.Кёкух и др.. (Украина). 94021.739, Заявлено [5.0?.91г.

го

6. Патент Украины № 7787 МКВ5 38/44, 38/58. Сталь для сварочной проволоки. / В.А.Вихлев'пук, В.Л.Поляков, С.Е.Семенов, О.С.Тильга, К.Г.Макаров, Ю.М.Омесь, И.М.Любимов, А.В.Кекух и др. (Украина). - № 94021738. Заявлено 15.02.94-г.

7. Патент Украины № 7788 МКВ5 С22С 38/42, 38/44, 38/52, 38/58. Сталь для сварочной проволоки,./ В.А.Вихлешук. В.А.Поляков, С.Е.Семенов*' б.С.Лдьга* К.Г.Макароо, Ю.М.Омесь, И.М.Любимов, А.В.Кекух и др. (Украине). - № 94021738. Заявлено 15.02.94 г.

К Е К У л А.В. "РАЗРАБОТКА И ОСВОЕНИЕ РЕСУРСОСЕЕРЕГАЩйЛ ТЕНЮ-ЛОИЛ1 ПШМЬОДСТВА Н01Ш КОНВЕРТЕРНЫХ СТАЛЕЙ С Ш1КЕЛШ И ШЛИЬДй-НСМ Д1Д ЛЕШРОВАШЩ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ"

Диссертация на соискание ученой степени кандидата (технических лаук по специальности 05.16.02 "Металлургия черных ногаллов", Институт черной металлургии НАН Украины, Днепропетровск, I9S5 г.

'.-«.дазг.тея результаты исследования кинетики усвоения легирующих подивок никель- и молибденсояараащих материалов конвертерной Банной, выявленные закономерности процессов получения легированного полупродукта с попинанным содержанием вредных примесей.

Разработана и освоена технология производства эконоынолегиро-кшшгх конвертерных сталей для сварочной проволоки с использованием обессеренного чугуна, оборотных легированных отходов, новых ле-гирукздцх материалов в условиях разливки металла на слитки большой массы.

Показана эффективность производства и применения металлопродукции из конвертерных сталей с никелем и молибденом.

К й 1С и К Н A.V. " Ji'/iiLOPauiiJ Ah'D I.d-aODUCJtCil OP ьИы<3? ¿¿VMS V^CliiiJlOGY IM PKODUO'i'.lOif PBOCiiSJ OF ПЫЛ-ТУР» COtiVShTER Si'aiil. AliOibU Wli'ii г.'ЮКЕЬ AI.I' £OUBL±.iUU Foli uiiiUfAGMBlhG ifbJXKM WIRE HOb"

dissertation for aisgx-oe competition о £ the candidate of technical aoiencea cm Che sociality 05.16.02 - "Metallurgy or Fejroii^ lletals", Iron sad Jtcal InstLtute of Uferaine national Aca.deay of Science, Dnepropetrovsk, 19'}i.

The paper der'erds i.ae. rubults of investigations of the kinetics of

adoption of such alloying additions as nickel eoid eolibdenun

containing materials by converter metal bath as wall аз aone cleared

up laws of the processes of producing seai-finishnd alloyed products

with re.iuc-d level of detrimental impurities.

Ui-a energy saving technology of producing converter steel for

'xanuiact'iring Aeldin.- v»ira гоаз using desulphurised iron, recovered

alloying wdjte.i and now-type alloying materials under ¡¡'¡avy-uainht

ietul ir,¿ota casting process conditions has been dsveloped erid introa

uced. (

f

liie efficiency of production process Uiin^ iot&l product; of coh»ji 4tt;el ai'oyea with niskel and moiibdutium ha.3 been proved. j

Кшчов1 олова: лвгована с га ль, зваршйлпшй up!?, логукч! добавки, конмрторна ванна, структура, шмстнвГсть, ук]{;1квц!л сортишиту.