автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Разработка технологических способов воздействия на расплавы с целью повышения качества сталей, разливаемых на ММЛЗ

Р Г Б ОД 1 о АПР 1995

На правах рукописи

ХЯМУХИН СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СПОСОБОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РАСПЛАВЫ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА СТАЛЕЙ, РАЗЛИВАЕМЫХ НА МИЛЗ

05.16.04 - Литейное производство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Комсомол!» ск-нз-Амуре - 1995 г.

Работа выполнена в Хабаровском государственном техническом университете.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Ри Хосен.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ведущая организация: институт машиноведения и металлургии

ДВО РАН (г. Комсомольск-на-Амуре).

Защита состоится "28" апреля" 1995 г. в 14.00 часов

на заседании диссертационного совета К 064.70.02 Комсомольского-на-Амуре государственного технического

университета по адресу: 681013. г.Комсокольск-на-Аиуре, пр.Ленина,.'¿7, КкАГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КнАГТУ. Автореферат разослан "28" марта 1995 г.

Крушенио Г.Г. (г. Красноярск), кандидат технических наук, Фуртат В.Г. (г. Комсомольск-на-Амуре) .

Учета! секретарь диссертационного совета

Ь.И.СОБОЛЕВ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Интенсивное освоение природных богатств' Дальнего Востока и Севера потребовало увеличения обг>емов производства малоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, предназначенных для использования при пониженных температурах.

Как показывает опыт других стран, значительная доля стали будет выплавляться на минизаводах.

В России во второй половине 8^-х годов построен минизавод в г.Комсомольске-на-Амуре. Производство стали осуществляется по схеме! сверхмощная ДСП - внелечная доводка (продувка азотом) - мелкосортная ШЛЗ - мелкосортный непрерывный прокатный стан. Сырье -товарный лом, сортамент - малоуглеродистые и низколегированные конструкционные марки стали.

. Получаемый металл, наряду о высокими прочностными и пластическими свойствами, додхен обладать хлад ос тонкостью-, для этого необходимо: получение бездефектной иепрерывнолитой йаготовки с. равномерной по сечению структурой, снижение коншнтрашл вредны* примесей и газов,, уменьшение количества неметаллических включений, а также обеспечение их благоприятной формы, состава и раэмеров.

На практике это достигается подбором оптимального варианта воздействия на расплав путем раскисления, продуши, модифицирования. В качестве, модификатора наибольшее распространение получил ЭЮа, вместе с тем, такой эффективный и недорогой модификатор как 51ВаСа применения не находит, хотя известны случаи его использования при производстве стали по другим техноломческим схемам.

Получение стали на мелкосортных М1ИЗ само по себе сопряжено с решением ряда технологических проблем. Одна из вшшейвгих - подготовка металла к разливке. Разливка в мел'сосортную ваготопну имеет ряд особенностей. К ним относятся:, отсутствие обычного «таково-

го покрова иа поверхности металла в прсыковшв и криата-лизаторе, разливка открытой огруей в промковш и кристаллизатор, малые сечения дозаторов - 14-16 мм.

Актуальность настоящей работы определяется гэобходимостыо получения качественного металла с минимальными затратами, в то хе время не вызывающего затруднений при разливке его на мелкосортных ЫНЛЗ.

Цель работы: Разр'ботка и внедрение технологических способов воздействия на расплавы, позволяющих получать качественные малоуглеродистые и нивкалегированныв стали при разливке на мелкосортных МЛНЗ.

При этом решались следующие задачи:

1. Исследование влияния различного количества модифицирующих добавок Ге31Са И Р>51ВаСа на распределение, морфологию и состав неметаллических включений, структуту заготовки, механические свойства сталей. Установление оптимального расхода модифицирующих добавок.

г. Исследование влияния химического состава с. алей, неметаллических включений « технологических факторов на разлкваемость с-злей на мелкосортных ЫШЗ.

3. Оценка целесообразности замены присадок Ге31Са на Ре31ВаСа при производстве металла, предназначенного для разливки на мелкосортных ШЛЗ.

.практическая значимость;

- разработаны рекомендации, способствующие уменьшению количества прорывов жидкого металла по горячим трещинам и затягивания разливочных дозаторов;

- получены положительные результаты по замене модифицирующих присадок ГеЗЮа на РеЗШаСа в условиях мартеновского способа производства ряда марок сталей с последующей их разлиг.кой па слябом« ШШ;

- замена модифицируклшх присадок Г^ЗЮа на ГоЗХВаОа погмля-

- Б -

ег снизить стоимость производства стали с сохранением качества получаемого из нее проката.

Научная ноаиана.

1. Изучено сравнительное модифицирующее влияние добавок' Ге51Са и ТаТЛВгСл на структуру, состав, распределение и морфологию неметаллических включений, а также механические свойства стали. Установлено, что при добавках Ге31ВаСа образуются неметаллические включения, эффективно удаляемые из расплавов,а также повивается ударная вязкость стали при низких температурах.

2. Исследовано влияние длительности продувки и в^суумирова-ния на кристаллизационные параметры стали, содержания в ней газов И распределение неметаллических включений.

3. Установлена зависимость размеров неметаллических включений в больших объемах расплавов от длительности их продувки инертным газом.

4. Получены данные по влиянию содержания газов, примесей и неметаллических включений на разливаемость сталей на мелкосортных ■ МШ. Предложен механизм затягивания дозаторов. Гамма-спектрометрическим методом установлен источник экзогенных включений в плаке промковша. ' ' •

Апробация работы._Основные Положения работы доложены и" об-

судпены на:

1. Лау-шо-технических конференциях: 1989г. - г.Омск, 1990г. - г.Могилев, 1991г, - г.Днепропетровск, г.Хабаровск, г,Владивосток.

. 2. Международной конференции в г.Харбин, ЛНР.

а, КаФедре "Литейное производство и технология металлов" Хабаровского Государственного технического университета в период 1988 - 1984 Г.

Публикации. _По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Обгеми .струк^^ Лисоертагмя состоит из пяти глав и

заключения. Она содержит 133 страницы текста, 33 рисунка, 21 таблицу, список литературы ив 129 наименований.

. 1. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Настоящая работа включает результаты опытных плавок, проведенных в электроплавильных цехах вавода "Амурсталь", и статистическую обработку данных плавок текущего производства.

Полупромышленные плавки по сравнительному модифицированию металла еиликокальцйеы и селикоОарием, а также разливку металла проводили на ЦНРС экспериментального вавода УралИИИчернета.

Опытные пж\вкн, в лабораторных условиях осуществлялись -методом ^амт ("Параболоид--4М"К Во всех плавка:: контролировались химический состав металла и шлака, температура, содержание газов.

Содержание газов определяли, на зкскалографе БД-1. Подсчет включений размером от 2 ' мю! и более проводился согласно ГОСТ 1778-70 методом ''Л" на микроскопе МИМ-815. Мелкие включения от 0.1 дс 2 мкм считали, на пленке, полученной на электронном микроскопе' 83-301, на котором проводили фрагаографическиа Исследования изломов.

Источник экзогенных включений выявлялся по специально раэра-ботанной методике на гамма-спектрометрической установке..

Состав включений исследовали следующими методами: микрорент-геНоспектральным. с помощью приборов "РШ-100У", 'Мео1 ЛХА ба", "Самеса", петрографическим, исследуя выделенный осадок.

Для определения влияния технологии внеиечной обработки и разливки на потери металла при разливке проводилась статистическая обработка методом простой функциональной зависимости либо парной корреляции.

S. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПЛАВОВ ПРИ РАЗЛИВКЕ НА МЕЛКОСОРТНОЙ ЫНЛЗ

На производительность сортовых ННЛГ значительно'- влияние оказывает стабильность процессов разливки. Особенно сильно это проявляется на мелкосортных мшб, на которых сталь ив промковша разливается через стаканы-дозаторы о малым сечением 12-14 мм.

Анализ работы мелкосортных МЛИЗ завода "Лмуроталг" показал, что при соблюдении организации технологического процесса и его параметров, принятых по проекту, часть подготовленных к разливке ручьев теряется, в основном по двум причинам:

- потери ручьев по трещине;

- потери ручьев в результате остановки истечения-металла иа стакана-дозатора, которые трактуются ; не "зарастание" или "затягивание" стакана-дозатарз".

• В связи с этим бит проведены комплексные исследования причин остановки металла, в первую очередь, влияние химического состава Стали, а также количества и морфологии неметаллических 'включений в металле, поданном на разливку.

2,1. Влияние химического состава стали на потери ручьев по трещине

Исследования проводили статистическими методами при разливке 1050 плавок стали марок СтЗсп и 296 плавок стали марок 35ГС и 2БГ2С. Последние две марки в связи с близость» химического состава анализировали вместе. Изучали влияние содерйания углерода и марганца, выраженного в виде углеродного эквивалента' V. Cl + С7. (Ail /в, а также 'вредных примесей фосфора и серы иа лрорьты по' трещине. Устойчивость разливки оценивалась по относительной частоте потер'> ручьев - количег:тРС потерянных ручьев от подготовленных при выб-

ранных интервалах концентраций элемента или интервале величины углеродного эквивалента.

Обнаружено, что с ростом углеродного эквивалента увеличивается частота прорывов. Это объясняется.тем, что с увеличением содержания углерода падают пластические свойства аустенита. Аномально высокий уровень прорывов в области углеродного эквивалента 0,26-0,80 для стали марки СгЗсп связан с протеканием перитектичес-кого превращения при кристаллизации.

Влияние фосфора незначительно для малоуглеродистых сталей, особенно при конценграцях менее 0,127. Так при разливке 20 плавок стали марки 08ХГСДР (0 менее 0,12 г, Р от 0,05 до 0.03 Г.) не было получено ни одного прорыва.

Взаимосвязь количества прорывов и концентрации серы носит более сложный характер, С увеличением отношения С% WnJ / 1% S), уменьшается ликвация серы и число прорывов, так как формируются более высокотемпературный модификации сульфидов (переход от FeS к MnS).

2.2. Исследование Металла в промежуточном ковгае

Изучалось изменение загрязненности металла включениями в промежуточном ковш по ходу разливки. При этом принимались во внимание размер и состав включений. Пробы отбирались последовательно из сталь-ковша перед разливкой и далее из промежуточного ковша в начале и середине разливки.

Установлено, что загрязненность металла в промежуточном ков-ае во время разливки колеблется в широких пределах. В большинстве Плавок в начале разливки в металле отмечается повышенное содержание включений, что, по-видимому, связано со взаимодействием расплава с Футеровкой и находящимся в ней кислородом. Металл плавок стали марки СтГип В средней Солее загрязнен включениями, чем столь марки 09Г2С, что связано с большей рас кисленкостью последней.

. - 9 -

Из распределения включений по размерам в процессе разливки видно, что в средине разливки в металле возрастает объемная доля мелких (до 4 мкм) включений. а происходит вследствие вторичного окисления металла. Одновременно из него удаляется чяоть включений (более 10 мкмк которые успепают всплыть и перейти в шлак.

Комплексное включения содержат Го, 51, М, Са, Мп. В пробах металла промковша обнаружены также включения с низкой концентрацией элементов В своем составе.

Для выявления источника загрязнения расплава экзогенными -включениями использовали метод гамма-спектрометрии. Объектами исследования являлись: материал футеровки агрегатов, маки и расколите ли. Из естественных радионуклидов, содержащихся в материалах, для анализа были выбраны уран, торнй, калий. Данные регистрации интенсивности излучения показывают, что основным источником загрязнения стали прошювйа огсзогенньми включениями является материал Футеровки.

^З. Влияние отнойений №1/5/ рппливаемость металла

Исследовали плавки стали марки СТЗсп, В которых 4тблюдаяоеь затягивание рааливочных дозаторов из-ва пониженной Температуру жидкого металла п промеяуточном ковше (1535 15Г0°С). Анализировали среднее количество затянутых дозатора» для соответствующего отношения . Яз приведенных данных видно, что с ростом 8 металле отношения число затянутая дозаторов ушпызаетоЛ (табл.1).

Параллельно статистическому гШалйау проводил!! отбор проб ш>-талла. Обрати стали подвергали электролитическому растворения и ¡юлучрнпый осадок окислов исследовали хмтесют и петрографически методами. Химический анализ покарал, что при! >ст количества йюйпчрний при отношений №/31 меиее. 2,0 ^юИхспот г »пита образом оа |"н>г ург.п!меиия доли йпокеада кремния. П^трогра^ичеекинм йосле-

Таблица >

Влияние отношения Mn/Sl на затягивание дозаторов

I

Отноиеиие Mn/Sl| Количество затянутых доза-j торов,среднее на одну плавку

---1— 1,3-1,6 I 3,3

1,6-1,0 | 3.1

1.8-2,0 | 2.9

2,0-2,S | 2', 6

2,5-2,0 | 2,5

2,0-3,4 ! 2,4

3,4-4,0 1 2,2

дованиями установлено, что кремнистая Фага в большинстве случаез входит в состав бесцветных прозрачных глобудей. Оболочка этих включений йоотоит из аморфного диоксида кремния, а внутренняя часть занята многофазными выючвнияыи. В 'дополнение к этим включениям при низком отношении Mn/Sl в осадке увеличивается доля оксида металла, отнесенного к вюститу. Во всех пробах . металла найдены включения 0-кварца, объемная масса которых составляет около 20 %.

Таким Сраэом, 'увеличенная доля диоксида кремния во включе-! чях ври низких отнопениях Mn/Sl и пониженная температура pas,чирки, способствует аатягиваиио дозаторов. Большое количество включений в этих случаях, объясняется нивкой скоростью всплывания включений, насыщенных диоксидом кремния.

Дополнительно исследовали металл затячутых дозаторов от плавок, разливаемых в оптимальном температурном интервале. Обнаружено, что На част , плавок варастание дозаторов происходит вследствие

отлогения на границе металла о огнеупорш скоплений включений, состоящих из плинелей, диоксида креилия й комплексных по составу оксздних соединений. Хшический алалиэ показал, что содержание алюминия в штеляе таких плавок превшает 0,0IX против г 1кч!шх о.ооб - о.сяэг.

Другая часть дозаторов затягивав тел £»з-за образования в во-;:юнке дозатора "облаков" из высокотемпературных неметаллических включений, эндогенных неметаллических включений, насыщенных оЮц, н экзогенных включений диоксида крешшп, явхиодихся продуктами разрыва футерозга! прожовыа.

Ксслэдовали металл и огнеупоры дозаторов, получения о плавках, разливка ко~чрих была остановлена из-за неорганизованной струн. В этом случае обнаружана интенсивная эрозия ¡1 ршвруиеннэ огнеупора дозатора вследствие глубокого капиллярного проникновения !,'.отама мезду зернами циркона. Данный вид нарушения хода разливки наблюдается для стали СтЗсп При повшегаюй еэ оюгсленностй,, кото-рат в овею очередь возрастает из-за выпуска печного расплава неорганизованной струей. •

з. шшяшш модйк-Щ!1Ровлш1Я дам

ПЛ СВОЙСТВА СГЛД.ЕЙ

огошгкэ полупрашилвивыэ плавки проводили в 200-кг ипдукцр*

.'(мой печп с основной футеровкой. Еьшпвлпли сталь марки 17ТС. В :ъчоатйв ыодг1ашФУйй8« добавок использовали ГеЗЮз, содоряяадй 10 Сд п РеЗЮпВа, содержащий Б % Са н 1С X Са.

исследование металлографических гшфов показало надичго» в ••мак» зт«мг тяпов ярметоллтгеских им 1&шгЛ: ошмоп, гульфвдо!!, тапш »-¿точений, причом оксиды имели я осионис;.! разузр 0,5--'. а с:лч»>')»1дн и сложив нклачзпип более» 4 мкы. На слаж'"! екдз-т\( углт полочка, соет^тпа сульфида.

Присадки модификаторов почти во всех случаях снижают вагряв-ненноеть .-стали сульфидами, а тагане значительно увеличивают долю глобулярных включений, рентгеноспектральшй микроанализ позволил выявить модифицирующее действие на включения добавок ГеЗЮа и РеБШа.

Вюшчения исходного состава в стали 17ГС представляют собой чистый сульфид марганца. Во включениях модифицированной стали кроме серы и марганца обнаружено существенное количество кальция. При добавке в расплав ферросшшкокальций-бария в состав включений входит барий. В матрице элементов кальция я бария не обнаружено.

Наряду с модифицированием включений присадки ЩЗМ влияют на структуру и механические свойства металла. Исследовали дисперсность дендритной структуры (ЛЯС). При обработке ЕЗМ дендритная структура измельчалась, укорачивались и становились более тонкими оси первого порядка, уменьшались расстояния ыеяду осями высших порядков. Увеличение присадки Ре31Са в металл вызывает измельчение МО. При добавке РеЗЮаВа эффект проявляется большей степени.

Наблюдаемое измельчение структуры происходит потому, что ЩЗМ-элементы выполняют функцию модификаторов'-инокуляторов, которые слунат подлодками при затвердевании металла, вызывая увеличение центров кристаллизации. Добавки Ирм способствуют более равномерному распределению сульфидов ' в составляющих дендритной структуры. Так, например, в стали без добавок почти все сульфиды располагались в меядуосных участках дендритов, тогда как в металле с добавками значитыьнаг часть включений находится в осях дендритов.

При добавке сшшкокальция от 21 но 41 X сульфидов нр"г-гтсп в осях дендритов. Присадки силикобария способствовали их увеличению до 68 Т.,

Прочностные и пластические.свойства стап' й оказались практически одинаковыми. Колебание бв и бог в пг-'дедах 10-15 МПа, а б и Ф в пределах 5 7. не превышает ошибки опытов. Отсутствие положительного влияния модифицирования па плнснг-!<'<'КИ'> свойства образцов

при растяжении объясняется постоянством ферритного аерна, так как основным ¿актором, ответственным эа повышение пластичности ферри-то-перлитных сталей, является измельчение действительного аерна.

Исследовние ударной вязкости образцов о и и V-об равны)' надрезом в зависимости от присадки показало, что введение ферросили-кокальция повышает ударную вязкость во всем интервале температур испытания. Введение 1 кг/г ферросиликокальцийОария незначительно снижает кси, присадки его более 1 кг/т повышают ударную вязкость, причем очень существенк в области отрицательных температур.

Промышленное производство стали имеет свои особенности. Учитывая это, проводили дополнительные исследования в условиях разливки на мелкосортной ШИЗ. Модифицирование осуществляли Ге31СаВа, Сталь марки 09Г2 и СЮГ2С получали 8 0,5-т электродуговой печи и разливали на установке непрерывного литья заготовок на квадрат 140x140. '

Загрязненность металла ' включениями определяли в пробах стали, отобранных из промежуточного ковша. Установлено, что она существенно меняется в процессе раэливкк. Это,вызвано влиянием вторичного окисления на небольшие массы металла. Глобуляризирушее воздействие на включения несомненно связало с присадкой ГОМ. проведенный. микрорентгекоспектральный анализ показал, что мелкие включения размером до 4 мкм представлены .оксидами глобулярной формы. Включения более 4 «Ы в своем состава содержат А1. 51, Мп, Са, большинство иа них имеет сульфидную ободочку> Количество включений о оболочкой.йэ сульфида в стаяях о присадками заметно больше.

Из отлитого металла после ковка и прокатки получали образцы для исследования мех'аиических "войств. Значения прочностных и пласт!!чеоких свойств в/основном не зависят ог !*оличества модификаторов, |{ак и в случай плаьки стали Увеличение количества ГаЗЮаВа, вводимого в металл, почти по всех случаях приводит к росту ударной вязкости в области отрицательно температур.

4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЕЙ ' ДЛЯ МЕЛКОСОРТНЫХ мнлз

Результаты исследований металла полупромышленных плавок, обработанных FeSlBaCa и FeSlCa, явились основанием для использования бариевого модификатора l заводских условиях.

Выплавку стали марки СтЗсп проводили в электродуговых печак ДСП-100 Иб завода "Амурсталь". Раскисление осуществлялось во время выпуска расплава в ковш после его наполнения на 1/3. Порядок введения и расход раскислитедей был следующие. силиксмарганец(3-4 Kf/т), ферросилицкй(2-3 кг/т), алюминий (0,46 кг/т), а затеи фер-росюшкокальций или ферросшшкокальций-барий в количестве 200-400 кг/плавку. Для ряда плавок проводили предварительное рьокисдэние в печи ферросилицием в количестве 200-300 кг/плавку. Пробы металла отбирались после раошсления и подачи ковша на УДМ (установка Доводки металла)', после продув!ш инертным газом и из проаковша в процессе разливки. Состав ковшовых вдаков в исследуемых плавках существенно отличался, исключение составили елани плавок с FeSlBaCa, где обнаружены соединения ВаО - до 1 %.

Эффективность модифицирования оценивали по количеству,размеру и составу включений, а также концентрации содержащихся в металле газов.

На рис. 1 предегавлены данные изменения загрязненности стали СтЗог неметалличе 1юмй включениями по стадиям" выплавки и разливки. Как видно, максимальную аагряонешг сть гш>ч<">чиями имеет ¡...loju плавок, " который для предварительного раскисления в печной расплав вводили FoSl (кривые б и 7), хотя концентрации кислорода в металле печи опытны« плилок были практически одинаковы. Металл этих плавок, имея высокую загрязненность кшочм юмн после раскисления, слабо рафинируется при продувке и содержит поьданиое их количество в шммежутопном ковше. Ото объясняете? fM, то ц|<рщ№рнт"ДМ1';<*

Загрязненность стали по стадиям выплавки и разливки

I - раскисление, II - продувка, III - разливка 1,2,3,7 -feSl&ûCtt

4,5.6 - FeSíCa

Рис, I.

- 16 - '

раскисление в печи Ре31 способствует образованию включений, насыщенных диоксидом кремния, плохо удаляющихся иэ металла.

Загрязненность- неметаллическими включениями металла плавок, раскисленных в ковше РеБЮа и РеЭХВаСа с расходом до 300 кг/плавку, приблизительно одинакова. На плавке (кривая 3), металл которой обрабатывался 400 кг РеЗПЗаСа, после продувки количество включений снижается до 0,045 X, однако в процессе перелива стали из основного ковша в промежуточный загрязненность неметаллическими включениями резко возрастает, т,е. более чистый по неметаллические включениям металл интенсивней подвергается вторичному окислении. В результате содержание неметаллических включений в металле промежуточного ковша плавок, обработанных 250-400 кг Ре51ВаСа, находится практически на одном уровне.

Изучение характера распределения включений по размерам показало некоторое различие в действии ЩЗМ на образование включений различного размера. Так применение РеЗЮа несколько увеличивает дол» включений размером 4-10 мкы и более, а при использовании модификатора, содержащего барий, возрастает доля включений размером до 4 мкм.

Методом микрорентгеноспектрзльного анализа установлено, что включения после раскислений представлены •оксидами, размер которых, как правило, до 4 ним и комплексными по составу включениями - более 4 мкм.

В составе комплексных: включений содержатся .51, А1, Мп, Са. Соедг^ния серы расположены в виде оболочки на этих включениях, самостоятельные сульфидные включения большей частью имеют ша; гыщ; ную форму и диаметр более 4 мкм.

При фрактографических исследованиях выявлено, что вся' поверхность излома эаня.а вязкой составляющей. Внутри ямок находятся включения преимущественно шаровидной формы, размером менее 6 мкм. Однако, хотя и в небольно;: количестве, наблюдаются и кеглобулярныо включения большого размера. Как правило, они относятся к оксясуль-

фидам.

Исследование изломов образцов металла, обработанного РеЗШаСа позволили обнаружить включения, содержащие Ва. В отличие > от включений, содержащих Са, бариевые включения обладают повышенной хрупкостью и у них отсутствует мостик, связывающий включение с матрицей. После продувки металла инертным газом на УДМ подобные включения не обнаруживаются, что по-видимому, связано о высокой скоростью удаления бариевых включений иа металла в шлак.

На рис. 2 представлены данные по изменении содержания неметаллических включений по ходу продувки. Как видно, рафинирование стали в первую очередь осуществляется за счет удаления из расплава крупных включений. Объемная доля мелких включений практически остается постояиной,так как удаление таких включений происходит главным образом вследствие массопереноса, который по-видимому, в данном случав является недостаточным, Существенных отличий в распределении включений по размерам в процессе продувки в зависимости от модифицирования стали ГегЮа или ГеЗЮзСа не установлено.

После продувки состав включений не меняется, как и после раскисления они представлены в основном комплексами, содержащими А1, 31, Мп, Са. Барий во включениях на шлифах не обнаруживается.

Фрактографическме исследования изломов после продувки показали, что по типу их можно отнести к сметанным. Вязкая составляющая располагается преимущественно по границам хрупких фасеток, в ямках видны мелкие глобулярные включения. Включений, содержащих барий, в изломах не выявлено. Количество и размер неглобулярных включений оксидов после продувки уменьшается.

Концентрация кислорода после продувки снижается на 30 X. Степень рафинирования металла' по кислороду эаячсит от исходной его концентрации в расплав» перед-продувко'" . В плавках, с исходным вы соким содержанием кислорода перед продувкой, коэффициент его удаления мохет достигать 50 X, Однако, по абсолютному значению, концентрация кислород/» л металле таких плавок остается относительно

- Ib -

Распределение включений при продувке г- промышленных условиях

' Н.В.'Я ой.доля

0,015

0,020 Г

1 :

--1

i

Г

-

0,010 0,006 1

/л., ^—-D

wv

4D

0 Î50 ' 300 450 60Q

ДлИТМЬНССТЬ ПроДУЗКИ, с,'

—О— 0-2мки - C-2-Ф-т.ч -»V4-ÔMKH •-'Jr- 6-6:¡km — ¡j-fi-IO.-Hüs — fj—более fOiiKM

pue. id.

высокой.

Для одновременного исследования нескольких факторов, определяющих качество металла, проводили лабораторные плавки с использованием метода гамма-проникающего излучения. Изучалось изменение количества неметаллических включений, содержания газов и 1сристал-лизациошшл параметров в зависимости от длительности обработки расплава продувкой или вакуумированием.

Зависимость кристаллизационных параметров от длительности обработки имеет сложный характер. При продуг :е расплава аргоном длительностью 300 с металл имеет максимальную плотность при 1773 К, а также наблюдается снижение темп ратур ликвидус и еолидус. Продолжительность кристаллизации феррита изменяется по обратной зависимости, при этом количество закристаллизовавшегося первичного Феррита остается практически без изменения.

Характер влияния продувки и пакууилроваиия расплава на интервал кристаллизации указывает на возмомность получения стали с нужным интервалом кристаллизации путем изменения времени обработки расплава, что особенно ватао для стали, ра.'тваемой на мелкосортных ШШЗ (время разливки металла одной плавки достигает 60 мин.).

Анализ равливки опытных плавок металла, обработанного РвЭЮа и РеЗИЗаСа показал, что оба модификатора одинаково влияют на загрязненность стали в промежуточном ковше.. По ходу разливки из расплава промежуточного ковша удаляются включения размером более 10 ыкм.' В целом, в металле почти всех плавок наблюдается рост количества включений размером 4-6 ыкм. Это связано с интенсивно проте-кьмш ш процессами вторичного окисления.

Во время рааливки стали марки СтЗсп опробовалась защита от вторичного окисления. Исследовали содержание газов й макростр>.;ту-р, получаемой непрермшолитой заготовки. Наблюдали снижение тело-рода в защищенном от окисления металле на 0,004-0,ООбХ.

Валл дефектов макроструктура заготовки (ликвашонше полоски. точечная неоднородность, осевая рыхлость) при этом несколько

снижается и не превышает 2.

4.1 Разработка технологии получения стали для слябошх МИЛО

Полученные положительные результаты по обработке стали Ре31Са и Ре^ШаСа позволили предложить альтернативную технологию раскисления стали, разливаемую на с ля 6 олух МШВ, без или с ограниченным использованием ферротитана, Взамен комплексного раскисления стали алюминием и титаном проводили обработку стали в ковше в про Н^ссе выпуска алюминием и ({«рросиликокальциеи барием. -

Выплавлялись стали следующих марЬк: СтЗсп, Стбсп. 1Ш, 1ПД, 09Г8. О0Г2С, 10Г20, 12Г2, 10». 15ХСНД, 16ГС, 17ГС, 171'Ю, С8ХДП, О0ХТСДП. При выплавке в Еб-т элоктродуговых печах форросй-ликобарийкальций вводили в ковв в два приема: одну треть давали на дно ковяа совместно с алюминием, остальную часть - по ходу выпуска первой половины плавки.

При выплавке мартеновской стали.(400-т печи) Ферросиликоба-рийкалъций вводили в ковш после присадки алюминия. (!-» сравнительных плавках во втором ковше раскисление металла осуществляли пг> серийной технологии. Полученный металл хароктеривуется л<л?татпчн<> высоки« уровнем свойств. При обработке стали марки ОЛХПП одинаковым по массе количеством (¡¡еррос&лтобприйкпдыш и фегфичшжо кальция механические свойства проката одинаковы.

ОбЩ№ содержание кислорода при выплавка' стали по опытной и серийной технологий примерно олнншшго. обращает на себя внимание большой раиОрос по содержанию кнглорода в различных Щюбах металла. л обойных ил премкован». он спя пан с неоднородностью металла по нем^талличрския включениям, г металлу, 1,ипл--и*лягмо« и

5*ЛЯ-1-.г Эти результаты иодтвйржшютсч мргпллог^ишчроким и р-чтго-нг^прктр'УИ "им мстодачт исгледпряиия и» мртчя.чнчткич вшигЧ'ний металле, от^г^.чя«;м иа нргмк^пюч. -> но1Ч1'-«-' ко.лн-.нчп<'» м<лпч»'чий

- е1 -

имеет равмеры не более б мкм и представлены оксидными включениями сложного состава (Са. А1, 31, Мп) оксиоульфидами и сульфидами. В основном все включения в стали, обработанной Ге31РаСа или ГеЗЮа • глобулярные, сульфиды в виде плен отсутствуют. В тоже время при раскислении стали только А] и РеТ1 часть неметаллических включений имеет ветвистую форму.

Общее количество неметаллических включений в стали, раскисленной ферросиликобарийкальцием, в промежуточном ковше находится на уровне или несколько ниже, чем в металле, полученном по серийной технологии.

Предложенная технология использовалась при выплавке всего сортамента сталей в ХЧЩ-1 в крупных промышленных масштабах. Ре- . зультоты анализа свойств проката (более 10 тыс. т) показали; ' что разработанная технология обеспечивает уровень свойств металла не ниже,, чем по серийной технологии, высокую разливаемость стали и ' уменьшение её себестоимости на 9,9 руб/т (в ценах 1090 г.).

ВЫВОДЫ

1. Проведены Комплексные исследования технологических факторов. влияющих на свойства сталей, полученных в условиях непрерывной разливки. в жидком и твердом состояниях.

2. -Изучено влияние различного количества модифицирующих при- \ садок ГеЗЮа и ГеЗЮпВа на распределение, морфологию И состав включений, 'содержание газов, макро- и микроструктуру заготовки, а также прочности и пластические свойства металла. Установлено,

что при добавках РоЗПЪСа образуются неметаллические включения, эффективно удаляемые из расплавов, а т.жже повышается ударная вязкость стали при низких температурах.

3. При продувке стали н.1 установке довода металла 'инертным газом из расплара в шлак преимущественно удаляются рключения гея мором более 10 мкм. !сточником экзогенных ц.'М'?т:или-тких

нш" по данным рентгенорадиометрических исследований является материал футеровки промежуточного ковша. Предварительное раскисление металла в печи приводит к повышенной иго загрязненности неметаллическими включениями, насыщенными 510г.

4. Получена зависимость кристаллизационных параметров, содержания газов, распределения неметаллических включений, хгмичес-кого состава стали от продолжительности обработки расплава продувкой инертным газом и вакуумировакием.

Б, Исходя из внешних проявлений затягивания разливочных дозаторов и последующего исследования металла, кристаллизовавшегося в них, установлены три основные причины затягивания- отложение твердых неметаллических включений на внутренней стенке верхней части дозатора;

- перекрывание поперечного сечения дозатора скоплением неметаллических включений, сформировавшихся в расплаве;

- разрушение огнеупорной цирконовой вставки дозатора в результате взаимодействия с окислами.

6. Разливаемость стали улучшается при -понижении , углеродного эквивалента и уменьшения в ней концентрации примесей серы и фосфора. Это выражается в снижении количества "потерь" ручьев из-за прорывам по горячим трещинам. Установлена оптимальная величина отношения Мп/51 в металле перед разливкой. Она равна ?..Б и обеспечивает уменьшение на 20% количества затягиваний, а также максимальную скорость разливки до 1,1 т. мин.

7. Предложена и опробована в крупных промышленных масштабах (более 10 тыс.т проката) технология обработки расплавов сталей различного сортамента, разливаемых на сляСспух ШШЗ, 'йэспечиваю-щая снижение себестоимости стали Сев ухудшения качества проката (9 ч руО./т в ценах шо года).

8. На основании проведенных исследований разработан и внедрен комплекс мероприятий в условиях производства стали на мелкосортных ШЛО, экономический эффект от внедрения которых поставил

- 23 -

)« 200 тыо.руб. в год (в ценах i960 года).

Основное содержание диссертации отражено в следующих печат- • jx работах:

1. Тейх В.Л., Тазиков Э.В., Химухии С.Н., Ри Хосен. Измене-¡9 колстоства неметаллических включений в стали по стадиям выц-шии// Повышение эффективности литейного производства: Теэ. дога. !Гион. научно-технической конфер., Омск. 1Ö89, - с.63.

2. Тейх В.Л., Тазиков Э.Б., Химухии C.H.¿ Ри Хосен. Влияние гмпературного■режима плавта на качество ниэколегированой элект-эотали// Повышение технического уровня и совершенствование техно-згических процесспв производства отливок: Тез. докл. Пятой Рее- , гбликалской научно-технической конференции, Днепропетровск, 1Ó90, Т.2 - с.41.

3. Ри Хосен, Химухии С.Н., Ровпушкйн S.A., Тейх В.Л., Тази->и Э.В. Неметаллические включения в непрерывной стали// Повышение 1чества непрерывности« заготовок и эффективности процесса: Тез. жл. Республ. межотраслевой конференций, Могилев, 1090, - с.73,

А. Ри Хосен,, Химухгог.С.Н.Ровнушкии В. А., Teftx В. А., 'Дорн Ф. Прогнозиование разливаемости на мелкосортных ШШЗ //Моделиро-uu'.Q, управление и .прогнозирование в технических системах: Тва. жл. Региональной конференции, Владивосток, 1991, •■ с.27-20.

5. Ри Xöceii, Химухии С.Н., Ровнуикин В.A., t'eflx В.А, Влияние юдувки расплава на кинетику кристаллизации и качество стали// югрессивные технологические процессы в т чтейпом тоизводстве: 13. 'До1сл. конференции, Хабаровск, 1991, - с.46.

6. Ри Хосен, Химухин С.Н., ровнушкин В,А., Тейх В.А., Дорн Ф. Причины затягивания дозатора на Ш1ЛЗ// Прогрессивные техноло гческие процессы в литейном производстве: Toa. докл. конференции, йаровск, 1991, - с. 48.

7. Тпзиков Э.Б., Самагин В.Д., Химухнн С.Н. Выявление источ-[ка загрязнения металла экзогенными включениями// Прогрессивные

технологические процессы в литейном производстве: Тез. докл. конференции, Хабаровск, 1991, - с. 60.

в. Ровнушкин В.А., Тейк В.А., Химухин С.Н., Ри Хосен. Применение бариевого раскисления для получения низколегированной стали// Проблемы создания и эксплуатации технологического оборудования и гибких производственных систем; Тез. докл. Российской научно-практической коференций, Хабаровск, 1991, - с.23-24.

9. Ровнушкин В. А., Тейх Б.А., Химухин С.Н., Ри Хосен. Сравнительное раскисление сталей при непрерывной разливке в заготовки// Развитие научно-тонического прогресса на Дальнем Востоке: 2 Международный симпозиум, Харбин, 1992, - с.147-150.

10. Ровнушкин В.А., Тейх В.А., Химухин а.П., Ри Хосен. Затягивание разливочных дозаторов при непрерывной разливке// Современные проблемы научно-технического прогресса Дальевосточного региона: 3 Международный симпозиум, Хабаровск, 19S3, - с.7*4-76.

5.1. Выводы

1. Показана целесообразность замены модифицирующих присадок в ковш FeSiCa на FeSiCaBa. При этом, прочностные и пластические свойства металла сохраняются на прежнем уровне. Независимо от типа модификатора предварительное раскисление металла в печи приводит к повышенной загрязненности включениями, насыщенными SlOg.

2. Изучено влияние различного количества модифицирующих присадок FeSICa и FeSiCaBa на распределение, морфологию и состав включений, механические свойства стали. Оптимальным является расход модификаторов 200-300 кг/плавку.

3. При продувке стали на УДМ инертным газом, из расплава в шлак

- 112 преимущественно удаляются включения, размером более 10 мкм. 4. Предложена и освоена технология комплексного раскисления сталей различного сортамента, разливаемых на слябовых МШЕЗ, алюминием и Ре51СаВа, обеспечивающая снижение себестоимости стали без ухудшения качества проката.

- 113

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью работы являлись разработка и внедрение технологических способов воздействия на расплавы, позволяющих получить качественные малоуглеродистые и низколегированные стали при разливке на МШВ.

1« Проведены комплексные исследования тезгаологических факторов. влияющих на свойства, сталей, подученных в условиях непрерывной разжквки, в зщдком и твердом состояниях.

2. Изучено влшнке различного кош5чества модифрщирующих присадок Ре51Са ш Ре51СзВа на распределение, морфологию и состав включений, содержание газов, макро- в микроструктуру заготовки, а также прочностные и пластические свойства металла. Установлено, что при добавках Ре31ВаСа образуются неметаллические включения, эффективно удаляемые из расплавов, а также повышается ударная вязкость стали при низких температурах.

3. При продувке стали на установке доводки металла инертным газом из расплава в шлак преимущественно удаляются включения размером более 10 мкм. Источником экзогенных неметаллических включений по данным рентгенорадиометрических исследований является материал футеровки промежуточного ковша. Предварительное раскисление шталла в печи приводит к повышенной его загрязненности неметаллическими включениями, насыщенными 5102.

4. Получена зависимость кристаллизационных параметров., содержания газов, распределения неметаллических включений, химического состава стали от продолжительности обработки - расплава продувкой инертным газом и ваз^умированием. б. Исходя из внешних проявлений затягивания разливочных дозаторов и последующего исследования металла, кристаллизовавшегося в них, установлены три основные 'причины затягивания:

- отложение твердых неметаллических включений на внутренней стенке верхней части дозатора;

- 114

- перекрывание поперечного сечения дозатора скоплением неметаллических включений, сформировавшихся в расплаве;

- разрушение огнеупорной цирконовой вставки дозатора в результате взаимодействия с окислами.

6. Разливаемость стали улучшается при понижении углеродного эквивалента и уменьшения в ней концентрации примесей серы и фосфора. Это выражается в снижении количества "потерь" ручьев из-за прорывал по горячим трещинам. Установлена оптимальная величина отношения Ш/Б1 в металле перед разливкой. Она равна 2,5 и обеспечивает уменьшение на 20% количества затягиваний, а также максимальную скорость разливки до 1,1 т/мин.

7. Предложена и опробована в крупных промышленных масштабах (более 10 тыс.т проката) технология обработки расплавов сталей различного сортамента, разливаемых на слябовых МШБ, обеспечивающая снижение себестоимости стали без ухудшения качества проката (9,9 руб./т в ценах 1990 года).

3. На основании проведенных исследований разработан и внедрен комплекс мероприятий в условиях производства стали на мелкосортных' МШБ, экономический эффект от внедрения которых составил более 200 тыс.руб. в год (в ценах 1990 года).

1. Рутес B.C., Аскольдов ВЛ1. Теория непрерывной разливки, М.: Металлургия, 1S71, 294 с.

2. Зубарев А.Г, Теория и технология производства стали для МНЛЗ. М.: Металлургия, 1985, 231 с.

3. Караклит А.К., Шевченко В.П., Лалышкин Н.П. Взаимодействие жидкого металла со сталеразливочными стаканами при непрерывной разливке стали. Огнеупоры. 1980, N 11, с. 34-36.

4. Шевченко В.П., Наконечный Н.Ф., Якобше Р.Я. и др. Влияние поверхностных явлений на зарастание каналов сталеразливоч-ных устройств. Огнеупоры. 1980, N 11, с. 34-36.

5. Шевченко В.П., Кондратюк A.M., Осипов В.Г. и др. Взаимодействие металла с разливочными стаканами промежуточных ковшей в условиях непрерывной разливки стали. Проблемы стального слитка. Научные труды МЧМ COOP. М.: Металлургия, 1969, N 4, с. 506-508.

6. Караклит А.К., Шевченко В.П., Лапотишкин Н.М. и др. Взаимодействие жидкого металла со сталеразливочными стаканами при непрерывной разливке стали. Огнеупоры, 1970. N 7, с. 27-35.

7. Явойекий В.И. Теория процессов производства стали. М.: Металлургия, 1967, с. 792.

8. Усовершенствование технологии производства стали 09Г2, разливаемой на МНЛЗ / Осипов Б.Г., Кондратюк A.M., Гуторова В.Л. и др./7 В сб. Проблемы стального слитка. М.: Металлургия, 1976, с. 399-404.

9. Лейтес A.B. Защита стали в процессе непрерывной разливки. М.: Металлургия, 1984, с. 46-150.

10. Кондратюк A.M., Ефименко С.П. Совершенствование процесса непрерывной разливки стали. В сб. Интенсификация и повыше- 116 ние эффективности металлургического производства. Киев:1. Техника, 1978, с. 90-130.

11. Берг П.П. Формовочные материалы. М. Машгиз. 1963, с. 408.

12. Заверюха Н.В. Волчков Л. А., Чечеткин А.В. Разливщик стали, M.: Металлургия, 1974, с. 208.

13. Новиков К.И. Горячеломкость цветных металлов к сплавов. М. : Наука, 1966, с.168. 15. Ефремов В.А. Разливка и кристаллизация стали. М. : Металлургия, 1976, с.350.

14. Кирилленко Г.В., Василенко Н.И., Коррозионное растрескивание сталей. Киев: Техника, 1971, с.260.

15. Панасюк В.В. Предельное равновесие хрупких тел с трещинами. Киев: Наукова думка, 1968, о. 246.

16. Тагеев В.М. Смирнов Ю.Д. Предотвращение образования "усов" при кристаллизации стали с помощью редкоземельных элементов. Сталь, 1957, N 9, с. 823-828,

17. Скабко С.Я. Казачков Е.А. Слиток для крупных поковок. М. : Металлургия, 1973. с. 128.

18. Bobadllla M., Jolivet J.H., Chamont В. "Fragilité des acirs a la solidification: influtnce du carbone et du soufre// Rev. Met. 1986-88 N 9 c. 725-729.

19. Нисшевских В.М., Карлинский C.E., Баранов A. Д. Машины непрерывного литья слябовых заготовок. М. : Металлургия, 1991, с.118.

20. Федосьев В.Ж. Сопротивление материалов. М, : Наука, 1967, с.

21. Механизм образования трещин в непрерывном слитке / Хасио Морями, Марикава Юдзе, Сирота Йосиясу, Тоета Мори Тэцу то хаганз, Tetsu to hag-ane, J, Iron and Steel Inst. Jap., 1976, 62, N 4, 89.- 117

22. Электрометаллургия стали и ферросплавов. Поволоцкий Д.Я., Рощин B.S. 5 Рысс М. А., Строганов А.И., Ярцев М.А. М. : Металлургия, 1984, с. 568.

23. О связи изменения физических свойств жидкой стали с процессами ликвации при формировании крупного слитка / Арсеньев П.П., Аникин Ю. А., Бакуменко В.Я. и др. // Изв. вузов. Черная металлургия, 1979, N 5, с. 38-41.

24. Жуков A.A., Сильман Г.И., Леви Л.И. Справочник по чугунному литью. Л.: машиностроение, 1978» с. 758.

25. Жуков A.A. Геометрическая термодинамика сплавов железа. М. : Металлургия, 1979, с. 232.

26. Сидоренко М.Ф. Теория и технология электроплавки стали. М.: Металлургия,1985, с. 270.

27. Лякшиев Н.П., Шалимов А.Г. и др. Основные направления вне-печного рафинирования, микролегирования и модифицирования стали и их влияние на повышение качества металла. Сталь 1980, N 5, с. 364-368.

28. Меркалов С. А., Рабин П.Б., Жидков В.Д. Микрокапсулирование активных компонентов экзотермических материалов, используемых при разливке стали. Сталь, 1987, N 4, с. 54-47.

29. Хайрутдитнов P.M.,—Герасимов Ю.В., Бармотин И.П. и др. Дегазация конструкционных сталей ответственного назначения. -Сталь, 1968, N 6, с. 523.

30. К вопросу об интенсивности перемешивания жидкой ванны потоком газовых пузырей./ Шевцов Е.К., Глинков Г.М., Беляев Ю.П. // В сб. "Тепло- и массообменные процессы в ваннах сталеплавильных агрегатов" М.: металлургия, 1975, с. 97-101.

31. Колпаков C.B., Шалимов А.Г., Поживанов A.M. и др. Обработка конвертерной стали аргоном. "Сталь", 1979, N 3, 177-179.

32. Беседина Э.В., Михайлова И.В., Мае ленков С.Б. и др. Неметаллические включения в заготовках, отлитых на машинах непрерывного литья горизонтального типа. "Сталь", 1978, N- 118 10, 892-894.

33. Аргон в металлургии. Пер. с нем. В.Г. Опарышевой, под ред. П.П. Арсентьева, 1972, с. 119.

34. Абрамов A.A., Пегов В.Г., Шматко Г.А. Особенность растворения ферросилиция в стали при раздувке аргоном в ковше. в сб. "Производство электростали". N 3 М., Металлургия, 1975, 59-52.

35. Тимошенко С.Н., Перистый М.М., Приходько В,В. Продувка стали в ковше азотом через фурму с пористым углеродным наконечником. Совершенствование технол. производства стали в конвертерах и мартеновских цехах. М., 1985, с. 51-63.

36. Богословский A.B., Магидсон I.A., Сидоренко М.Ф. К вопросу гидродинамики продувки металла газопорошковой струей б ковше. "Проблема качеств, в металлургии. Тула, 1978, 70-77.

37. Корроль В.В. Влияние межфазного натяжения на скорость удаления включений из стали. В сб. трудов ЦНИЙЧМ, М.: Металлургия, 1967, N 50, с.104.

38. Отчет по МИР "Разработка режимов продувки стали в ковше аргоном под шлаками разливочного состава, обеспечивающих снижение содержания неметаллических включений, г. Жданов, 1980, с. 8.

39. Иваненко A.B., Рощин В.Е., Поволоцкий Д.Я. Перемещение неметаллических включений через пограничный слой металлического расплава. "Вопросы производства и обработки стали.: Темат. сб. научн. тр. ЧПИ. Челябинск, 1979. с.29-33.

40. Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е. Зарождение, формирование и удаление продуктов раскисления в металлическом расплаве. " Известия вузов". Черная металлургия, 1980, N 11, с. 5-13.

41. Ефимов В.А. Стальной слиток, М.: Металлургия, 1961, с, 356.

42. Дорохов В.И., Глазов В.И., Клемешев Г. А. и др. Определение скоростей удаления оксидных включений из жидкого железа. Изв. АН СССР, Металлы, 1967, с. 10-20.

43. Поволоцкий Д. Я. Раскисление стали, М.: Металлургия, 1972,- 119 с. 205.

44. West In L. Distribution of non-roetablic inclusions in continuously cast carbon steels. "Contin. Cast, Steel. Proc. Int. Conf., London Biarritz, 1976®% London, 1977, c.158-161.

45. Леви Л.И., Фролов М.М., Столяр Г.Ф. Влияние обработки сплава КЩЦ24 аргоном на содержание неметаллических включений.- Литейное производство, 1970, М-8, с. 23-24.

46. Рыжиков A.A., Тимофеев Г.й. Демин E.H. и др. Комплексное рафинирование алюминиевых сплавов в мелкосирийном производстве. Литейное производство, 1971, N 2, с. 40-41.

47. Понежь С.И. Физико-химические особенности укрупнения неметаллических включений и удаления их из стали. В темат. отраслевом сборнике IHM СССР. "Сталь и неметаллические включения" , М.: Металлургия, 1976, N 1, с. 56-71.

48. Тюркдоган ЕЛ. Раскисление ж десульфацш в ковше и неметаллические включения в стали теоретические основы и практические наблюдения. В сб. нучн. тр. "Чистая сталь", пер. с англ., М.: Металлургия, 1987, с. 68-100.

49. Явойский В.И. и др. Включения и газы в сталях. М.: Металлургия, 1979, с. 272.

50. Greethen Е., philippel. Production and application of clean steels, London, 1972, c.110-112.

51. Forster E., Richter H. Production and aplicaton of clean steels. London, 1972, c.560-563.

52. Сапиро С.й. Поверхностные явления в сталеплавильной ванне.- Сталь, 1946, N 7, с. 449-454.

53. Уточкин Ю.й., Григорян В. А. К вопросу об удалении неметаллических включений из стали. "Известия вузов". Черная металлургия, 1981, N 3, с.4-6.

54. Хлынов В.В., Горновой В. А., Сорокин Ю.В. Кинетика слияния капель шлака. Изв. вуз. Черная металлургия, 1969, N 6, с. 16-22.- 120

55. Внепечное вакуумирование стали / Под ред. А.Н. Морозова. -М.: Металлургия, 1975, 288 с.

56. Чуйко Н.М. Внепечное рафинирование стали шлаками, вакуумом и инертными газами. Современные проблемы электрометаллургии стали: Темат. сб. научн. тр. ЧПИ. Челябинск, 1973. с. 65-74.

57. Чуико Н.М. Вакуумирование с продувкой аргоном не раскисленной шарикоподшипниковой стали. Производство электростали: Темат. сб. науч. тр. МЧМ СССР (БИИМ). М.: Металлургия, 1975, N 3, с. 65-71.

58. Антипин В.Г. , Коротких В.Ф., Еахчеев Н.Ф. и др. Вакуумная обработка жидкой стали. -"Сталь" 1978, N 3, с.181-183.

59. Рыжиков A.A., Тимофеев Г.И., Демин H.H. и др. Комплексное рафинирование сплавов в мелко-сирийном производстве. Литейное производство,1971, N 2, с. 40-41.

60. Волков й.Г., Коротких В.Ф., Расторгуев В.Д. и др. Порционное вакуумирование рельсовой стали. "Металлургия и горнорудная промышленность. Научно-техн. и производств, сб.", 1978, N 4, 11-12.

61. Кулькова М.Н., Полонеская С.М., Рубенчик А.Е. и др. Шлаковые и "вторичные" неметаллические включения в метеалле, разлитом под защитными средствами. "Сталь и неметаллические включения". М.: 1978, N 3, 24-35.

62. КаС-луковский А.Ф., Кузьмина И. А. К вопросу об эффективности внепечного вакуумирования стали. "Эффекивность производства черного металла" М.:1981, 36-41.

63. Явойскии Б.Ж., Влизнюков С.А., Горохов Л.С. и др. Окисление металла в процессе выпуска и разливки. В сб. "Проблемы стального слитка". Труды V конференции по слитку. Ин-т проблем литья АН УССР. М.: Металлургия, 1374, с. 184-190.

64. Яковлев Ю.Н. Влияние гидродинамических процессов на вторичное окисление стали при разливке. Сталь, 1973, N 6, с. 509-512.- 121

65. Купцов Г.В., Егоров H.A., Явойский В.И. и др. Вторичное окисление стали при непрерывной разливке. Изв. вуз. Черная металлургия, 1978, N 7, с. 46-48.

66. Eisner Е., Knapp H., Ameling 0. Slag- and oxide inclusions during continuous oastitng of steel. "Contin. Cast. Steel. Proo. Int. Conf., London - Biarritz, 1976". London, 243-250.

67. Арсентьев П.П., Лисицкий B.C. Влияние вторичного окисления на вязкость раскисленного железа. "Известия вузов. Черная металлургия, 1972, N 11, с. 25-28.

68. Ефимов В. А. Разливка и кристаллизация стали. М. i Металлургия, 1976, с. 552.

69. Капырин B.C., Явойский В.Ж., Вишкарев А.Ф. и др. Вторичное окисление металла при разливке на установке непрерывной разливки стали. Изв. высш. учеб. заведений. " Черная металлургия", 1975, N 1, 28-30.

70. Faohber. Hattenprax. Metallvjeltev, 1977, 15, N 10, S. 1013.

71. Чигринов M.Г., Либерман А. Л., Виллад Э.Р. и др. Борьба со вторичным окислением стали при непрерывной разливке. Металлург, 1968, N 7Л с. 45-48.

72. Островский О.И., Григорян В.А., Вишкарев А.Ф. Свойства металлических расплавов, М. : Металлургия, 1980, с. 303.

73. Тягунов Г.В., Кушнир М.Н., Мартынов О.В. и др. О влиянии характеристик жидкого металла на свойства твердого металла. "Сталь", 1972, N 9, с. 803-805.

74. Еланский Г.Н. Влияние строения жидкого металла на интенсивность каления и качество стали. "Проблемы качеств, металлургии" . Тула, 1978, 15-35.

75. Гельд П.В., Баум Е.А., Тягунов Г.В. и др. Связь свойств металла в жидком и твердом состояниях. В кн.: Свойства расплавленных металлов. М.г 1974, с. 7-10.

76. Баум Б.А., Дьякова Л.В., Ермаяович H.A. и др. Физические свойства расплавленных высоколегированных сталей специаль- 122 ных сплавов. ФШСШ, 1970, N Б, с. 43-48.

77. Кушнир М.Н., Баум Б. А., Замятин В.М. и др. Влияние состава шихты на вязкость промышленного железа. Изв. вуз. Черная металлургия, 1973, N 3, с. 134-137.

78. Хасин P.A., Тягунов С.В., Михайлов В.В. и др. Влияние темпе ратурно-временного режима выплавки на повышение . качества стали. Сталь, 1978, MS, с. 814-817,

79. Геад П.В.,'Баум Б.А,, Тягунов Г.В. и др., Связь свойств металла в жидком и твердом состояниях. В кн. "Свойства расплавленных металлов". Труды XVI совещания по теории литейных процессов". All СССР, М. г Наука, 1974, е. 7-10.

80. Кудрин В. А., Еланский P.E., Учаев А. К. Влияние строения и свойств металлических расплавов на качество стали. Стань, 1981, N 9, с. 21-26.

81. Арсеньев П.П., Аникин Ю. А., Чурсин А. И. и др. Измерение вязкостных характеристик жидкой стали в процессе внепечной обработки. Изв. вуз. Черная металлургия, 1978, N 11, с. 9-12.

82. Кисунько B.S., Парахин М.В., Живченко B.C. и др. Изменение вязкости жидких сталей при их рафинировании. Изв. вуз. черная металлургия, 1979, N 11, с. 28-31.

83. Архаров В.И., Ершов Г.С., Новохатский А.И. и др. Влияние неметаллических включений на вязкость металлических расплавов. ДАН СССР, 1970-90, N 2, с.366-368.

84. Арсентьев П.П., Коледов Л. А. Металлические расплавы и их свойства. М.: Металлургия, 1976, с. 376.

85. Тягунов г.В., Баум Б.А., Герасимов Ю.В. и др. О влиянии продувки промышленного металла на его свойства в жидком и- 123 твердом состояниях. В сб. статей АН СССР "Физико-химическиеосновы процессов производства стали". М.: Наука, 1979, с.125.130.

86. Шпильрайн Э.Э. ж др. Исследование еязкости жидких металлов. М.: Наука, 1983, с. 243.

87. Явойский В .И. Включения и газы б сталях. М.: Металлургия, 1379, с. 272.

88. Виноград М.й. Включения в стали и ее свойства, М.: Металлургия, 1983, с. 252.

89. Вол А.Е. Строение и свойства двойных металлических систем. Справочное руководство в 4-х томах, т.1 М. i Физматгиз,735.

90. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов. Справочник в 2-х томах, т.1 М.: Металлургия, 1962, с. 808.

91. Ворнацкий 1.1. Десульфурация металла. М.: Металлургия, 1970, 320 С.

92. Червяков А. К. Металлографическое определение включений в стали. М.: Металлургиздат, 1952, о. 248.

93. R.KiessIing Sulfide Inelusions: А Summery and Study of

94. Sulfides in Result" iresed Ferritio ELI Steels of the 18:2, Type Sulfide Inelusions in Steel, ASM, N6, 1975,pp.104-122.

95. Мчедлишвилли В.А., Габмсиани А.Г., Ефимов В.А. и др. Проблемы стального слитка. (Труды ¥ конференции по слитку при Ш1Л АН УССР). М.г Металлургия, 1974, с.190-203.

96. F.B. Pickering The Constitution of Non-Metallic Inclusions in Steel - BSO International Conference "Inclusions and Their Effects on Steel Properties" (September 1974), preprint N 3.

97. B.C. Hilty, J.W. Parrel Modification of Inclusions Calcium - BSC International Conference "Iclusions and Their Effects on Steel Properties" (September 1974) prerlnt N 4.

98. Брик С.Д. Применение кальция и редкоземельных металлов для улучшения технологических и эксплуатационных свойств стали "Черная металлургия", белютень научно-технической информации, вып. 12/872/1980, с. 9-25.

99. Загрязненность неметаллическими включениями листовых слитков стали 17Г2АФ, содержащей кальций. Зац Е.Л., Коваленко B.C., Пербгудова A.M. и др. "Производство толстолистной стали" М., 1979, N 4, с. 97-101.

100. Ефсима А., Эми Т. и др. Критерии для равномерного распределения сульфидов РЗЭ при кристаллизации больших слитков высокопрочной листовой стали. В сб. "Процессы раскисления и образования неметаллических включений в стали". М.: Наука, 1977, с. 108-127.'

101. Шагалов B.JL, . Хлымов В.-В., Калмыкова Т.Н. и др. Формирование структуры низколегированной стали, модифицированной РЗМ и ЩЗМ. Сталь/ 1983, N 2, с. 23-24.

102. Рябчиков И.В., Мизжв В.Г,.' Лякишев Н.П., Дубровин А. С. В кн. "Ферросплавы с редкоземельными ж щелочноземельными металлами. М.: Металлургия, 1983., с. 271.

103. Ярковой В.К., Горячев С.Г., Лунев В.В., Шаломеев A.A., Рябчиков И.В. Применение лигатур со щелочноземельными металлами для повышения механических свойств литых сталей. Изв. вуз. Черная металлургия, 1970, N 8, с. 139-141.

104. Ghazaly SAFI Optimierung der- Zusamen Setzung und Morfologie Nichtmetal1iscner Einschlüsse In Stall" Neue Hütte, Leipzig, September, 1988, S. 324-327.

105. Лякишев Н.П., Ватолин H.A., Позкиванов A.M., Жучков В.И., Югов П.И. Модифицирующая обработка высокопрочной хладостойкой стали барийсодержащим сплавом. Сталь, 1983, N 7, с. 324-327.

106. Влияние технологии выплавки подшипниковой стали ШХ15 на состав неметаллических включений и долговечность подшипников / Самсонов А.М., Петров А.Х., Людковский В.М. и др. В об. "йнструшнтальш и подшипниковые стали", N 3, М.: Металлургия, 1978, о. 56-68.

107. Луну т.,' Эдлина Л., Сенхолъм А. Стали SKF, Ш, FBQ альтернатива сталям .злектроашакового и вакуумно-дугового переплава. Технический доклад 2/1985, SKF Steel. Швеция.

108. Гаревских И.А., Щульте Ю.А. Влияние неметаллических вкладе- 128 ний на свойства подшипниковой стали и долговечность подшипников. Современные проблемы электрометаллургии стали: Темат. сб. науч. тр. ЧПИ. Челябинск, 1975, с. 114-123.

109. Жук В. Л. Исследование и обработка технологии раскисления и модифицирования низкоуглеродистых и низколегированных сталей для судостроения- Диссертация на соискание уч.ст.к.т.н., Донецк, 1982, с. 52-130.

110. Спектор А.Г., Зельберт Б.М., Киселева С.А. Структура и свойства подшипниковых сталей. М.: Металлургия, 1980, с. 264.

111. Кащельсон Я.!., Спирита Г.В., Кирсанов Ю.П. Влияние струйного вакуумирования нерасширенной подшипниковой стали на ее мищюсостав и качество. В темат. сб. научн. тр. ИЧМ СОТ (НШШ) "Производство электростали", М.: Металлургия, 1975, N 4, С. 85-90.

112. Петров А.К., Шлиновский Е.й., Воронов В. А. Поверхностные свойства и адгезия глобулярных включений к стали ШХ 15. ДАН СССР, 1972, N г., с. 25-30.

113. Еланский Г.Н., Кудрин В.А. В кн. "Отроение и свойства жидкого металла". Технология плавки качество стали. М.: Металлургия,' 1984, с. 238.

114. Ицкович P.M. -Раскисление стали и модифицирование неметаллических включений. М.: Металлургия, 1981, с. 296.

115. Практическая растровая электронная микроскопия. /Под ред. ДЕ.Гоулстейна и Х.Лшвица. М. i Мир, 1978, с.656.

116. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлург ия, 1S7G, с. 375.

117. Коган Р.М., Назаров Ж.М., Фридман Ш.Д. Основы гамма-спектроскопии природных сред. М.: Атомжздат, 1976, с. 378.

118. Явойский В.й.,' Ежов A.A., Кравченко В.Ф. Измерение плотности жидких металлов с помощью гамма-излучения. Изв. АН СССР, Металлы, IL i -'Наука, 1974, Ш 4.

119. А К Т экономической эффективности

120. Долевой экономический эффект Уральского института черных металлов составляет один миллион восемьсот шестьдесят девять1. На Правах1. ХИМУХИК СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

121. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СПОСОБОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РАСПЛАВЫ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА СТАЛЕЙ, РАЗЛИВАЕМЫХ НА ЯШ0516.04 Литейное прюгаводство

122. АВТОРИСВРА? диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

123. Комсомольси-на-Амуре 1998 г.

124. Работа выполнена в Хабаровском государственном техническомуниверситете.' '-.Л'.'"',--''

125. Научный руководитель: доктор технических наук, профессор1. Ри Хосен.

126. Официальные оппоненты,- доктор технических наук, профессор

127. Крушенко Г.Г. (г. Красноярск), кандидат технических наук, фуртат В.Г. (г. Комсомольск-на-Амуре) .

128. Ведущая организация: институт машиноведения и металлургии

129. ДВО РАН (г. Комсомольск-на-Амуре).

130. Защита состоится "28" апреля" 1995 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета К 064.70.02 Комсомольского-на-Амуре государственного техническогоуниверситета по адресу: 681013. г.Комсомольск-на-Амуре, пр.Ленина,£7, КнАГТУ.

131. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КнАГТУ.

132. Автореферат разослан "28" марта 1995 г.

133. Учений секретарь диссертационного совета

134. Как показывает опыт других стран, значительная доля стали будет выплавляться на миниааводах.

135. Получрние стали на мелкосортных МКЯЗ сто по себе сопряжено с решением ряда технологических проблем. Одна из важнейших подготовка металла к разливке. Разливка в мелкосортную заготовку имеет ряд особенностей, К ним относятся: отсутствие пбичного шлаково

136. Го покрова на поверхности металла в промковкэ и криатализаторе, разливка открытой струей в промковш и кристаллизатор, малые сечения дозаторов 14"15 км.

137. Актуальность настоящей работы определяется гэобходимостью получения качественного металла с минимальными затратами, в то же время не вызывающего ватруднений при разливке его на мелкосортных ШЛЗ.

138. Цель работы; Раар' 5отка и внедрение технологических способов воздействия на расплавы, позволяющих получать качественные малоуглеродистые и низколегированные стали при рааливке на мелкосортных МЛНЗ.

139. При этом решались следующие задачи:

140. Исследовано влияние длительности продувки и вьлуумирова-я на кристаллизационные параметры стали, содержания и ней газов распределение неметаллических включений.

141. Установлена зависимость размеров неметаллических вгаюче-й в больших объемах расплавов от длительности их продувки инерт-■ г гадок/. ■ ■ ■.■'*■■

142. Апробация работы.Основные Положения .работы доложены и обедены ва:

143. Научно-технических конференциях: 1989г. г.Омск, 1990г. г.Могилев,' 1991г. - г.Днепропетровск, г.Хабаровск, г.Владивос1. К. ■ . ' '

144. Международной конференции в г.Харбин, КНР.

145. Кафедре "Литейное производство и технология металлов" Ха-ровского Государственного технического университета в период 38 1994 Г.публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печат-х работ.

146. Объем и структура работы. Диссертация состоит из пяти глав и- в ваключенйя. Она содержит 133 страницы текста, 33 рисунка, 21 таблицу, список литературы ив 128 наименований.1. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

147. Настоящая работа~включает реаультаты опытных шавок» проведенных в электроплавильных дохах эавода "Амурстайь", и статиати-чеаку» обработ«у' данных плавок текущего производства,

148. Полупромышленные плавки по сравнительному модифицированию металла силикок&льцием и еелйкобаиием, а также равливку металла проводили на ДИРС экспериментального завода1 УралНИИчермета.

149. Опытные шрвки в лабораторных условиях осуществлялись -мете» дом го).Ш1?'пД1-1И1и^щй^"радиаиии ^"Параболоид- 4M"h Во всех плавках контролировались химический состав металла и шлака, температура, содержание газов.

150. Источник экзогенных включений выявлялся по специально разработанной методике на гамма-спектрометрической установке.

151. Состав включений исследовали сящяшш методами: микрорент-геноопектральным. с помощью приборов "РШ-ЮОУ", "Jeol JXA Ва", "Самеса", петрографическим, исследуя выделенный осадок.

152. На производительность сортовых МШГ значительно- влияние ааывает стабильность процессов разливки. Особенно сильно эро оявляется на мелкосортных МНЛЗ, на которых сталь иа промковша ■ аяивается через стаканы-дозаторы с малым сечением 12-14 мм.

153. Влияние химического состава стеши на потери ручьев по трещине

154. Влияние фосфора незначительно для малоуглеродистых Сталей особенно при концентрации менее 0,1й% Тай при разливке SO плав от&пи марки 08ХГСДР (G менее 0,*2 t, Р от 0.05 до 0,08 Л) не бы полученони одного прорыва,

155. Комплексные включения содержат Fo., Si, Al, Са, Мп. В пробах металла промКовша обнаружены также включения о низкой концентрацией элементов в своем составе.