автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Совершенствование технологии мягкого обжатия при разливке трубной стали на слябовой МНЛЗ

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР

На правах рукописи

Мошкунов Владимир Викторович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ МЯГКОГО ОБЖАТИЯ ПРИ РАЗЛИВКЕ ТРУБНОЙ СТАЛИ НА СЛЯБОВОЙ МНЛЗ

Специальность 05.16.02-Металлургия черных, цветных и редких металлов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск - 2012

005054311

005054311

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор

Столяров Александр Михайлович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук Сычков Александр

Борисович, ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», кафедра металловедения и термической обработки металлов, профессор;

кандидат технических наук Великий Андрей Борисович, ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», управление производства, заместитель начальника по сталеплавильному производству.

Ведущая организация - ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина».

Защита состоится 27 ноября 2012 г. в 15°°на заседании диссертационного совета Д 212.111.01 при ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Автореферат разослан «/Д> октября 2012 г.

Ученый секретарь , ^ ¡¿ПиМл^.—Селиванов

диссертационного совета ¡УАйл/^^ Валентин Николаевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние годы наблюдается постоянный рост производства толстого листа для изготовления трубопроводов, газопроводов высокого давления, оборудования, работающего в кислой среде. К известным производителям хорошо свариваемого толстого листа относятся фирмы «Dillingen AG» (Германия), «POSCO» (Южная Корея), «Voestalpine» (Австрия). Для достижения высокой эффективности производства толстого листа необходима его прокатка из непрерывнолшых заготовок большой толщины - до 400 мм и шириной до 2400 мм. Зарубежными поставщиками оборудования для отливки толстых слябов являются фирмы «Siemens-VAI» (Австрия) и «SMS Siemag» (Германия).

Все новые слябовые MHJI3 имеют оборудование для осуществления мягкого обжатия отливаемых заготовок. В результате мягкого обжатия не-прерывнолитой заготовки происходит сближение фронтов кристаллизации, создается гидродинамическое давление расплава, что улучшает условия подпитки расплавом локальных участков этой зоны и позволяет компенсировать уменьшение объема металла при его усадке в процессе затвердевания. Результатом этого является снижение пористости и химической неоднородности осевой части сляба. Наиболее эффективным является мягкое обжатие слябов на MHJI3 с большим радиусом изгиба технологического канала, при большой толщине заготовки, высоких скоростях и повышенном содержании углерода в металле. Определение рациональных параметров технологии мягкого обжатия слябовой заготовки: места приложения и величины обжатия должно производиться с учетом конструктивных особенностей конкретной машины и сортамента разливаемого металла.

В кислородно-конвертерном цехе ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» в декабре 2009 года введена в эксплуатацию новая MHJI3 криволинейного типа с вертикальным участком фирмы «SMS Siemag» для снабжения непрерывнолитыми слябами толщиной 300 мм стана горячей прокатки «5000», производящего толстый лист, используемый при производстве труб большого диаметра и в судостроении. Данная машина имеет специальное оборудование для осуществления мягкого обжатия слябовой заготовки с целью улучшения качества ее внутренней структуры.

Опробование проектной технологии мягкого обжатия при отливке толстых слябов показало, что степень развития дефектов осевая рыхлость и осевая химическая неоднородность является недопустимо высокой. Поэтому актуальной задачей стало проведение исследований по совершенствованию существующей технологии мягкого обжатия слябов из трубной стали.

Целью диссертационной работы является повышение качества осевой части слябов при разливке трубной стали на криволинейной MHJI3 с вер-

тикальным участком в результате совершенствования технологии мягкого обжатия.

Для достижения этой цели в условиях ОАО «ММК» потребовалось решить следующие основные задачи:

- установить причины недостаточной эффективности использования существующей технологии мягкого обжатия;

- определить рациональные значения параметров технологии мягкого обжатия, характеризующие место приложения и величину обжатия к слябо-вой непрерывнолитой заготовке;

- изучить качество литого металла с обжатием и без обжатия;

- оценить эффективность скорректированной технологии мягкого обжатия непрерывнолитых заготовок из трубной стали.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана методика для экспериментального определения первого порога проницаемости двухфазной зоны в непрерывнолитой слябовой заготовке;

- определены значения относительного содержания жидкости в двухфазной зоне сляба из трубной стали для условий разливки на МНЛЗ криволинейного типа с вертикальным участком, характеризующие первый порог проницаемости зоны;

- выявлено распределение удельного объема пор по поперечному сечению сляба, отлитому с мягким обжатием и без обжатия;

- установлено, что мягкое обжатие изменяет строение центральной части сляба: участки расположения осевых рыхлости и химической неоднородности перемещаются из-под геометрической оси по толщине - «нижняя» асимметрия при варианте без обжатия и оказываются над осью - «верхняя» асимметрия в варианте с обжатием.

Практическая значимость работы состоит в улучшении качества осевой части заготовок толщиной 300 мм: в среднем на 18,5 % (отн.) снизилась степень развития осевой рыхлости и на 24,7 % (отн.) - осевой химической неоднородности. Количество темплетов, имеющих степень развития этих дефектов не более одного балла, возросло в 23 и 38 раз, соответственно. На стане «5000» отбраковка горячекатаного листа толщиной от 16 до 32 мм из-за несоответствия класса сплошности, осуществляемая по результатам ультразвукового контроля, снизилась вдвое. Усовершенствованная технология мягкого обжатия внедрена в производство с долевым экономическим эффектом 16,9 млн. руб. в год.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международном форуме «МетИнвест-2011» в Украине, международных научно-технических конференциях молодых работников ОАО

«ММК» (2010...2012 г.г.), на межрегиональных научно-технических конференциях МГТУ по итогам научно-исследовательских работ в 2010...2012 г.г.

Публикации. По материалам диссертации имеется 16 публикаций, в том числе пять статей в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованных источников и трех приложений. Она изложена на 134 страницах машинописного текста, включая 14 таблиц, 37 рисунков и 107 источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении изложены актуальность темы диссертационной работы, ее цель, решаемые задачи, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе на основе анализа литературных данных рассмотрено современное состояние технологии мягкого обжатия слябовой непрерывно-литой заготовки. Мягкое обжатие слябовой непрерывнолитой заготовки осуществляется путем нажатия верхними роликами сегментов зоны вторичного охлаждения МНЛЗ при стационарном положении нижних роликов и плавном обжатии на 2...8 мм той части заготовки, внутри которой находится конечная часть лунки жидкого металла (рис. 1).

Рекомендуемый участок обжатия Направление заготовки вытягивания

сляба

Жидкая фаза

0,80...0,65

0,30...0,20

Твердая фаза

Относительное содержание жидкости в двухфазной зоне

Рис. 1. Схема мягкого обжатия непрерывнолитого сляба в процессе разливки

Мягкое обжатие слябовой непрерывнолитой заготовки должно осуществляться на строго определенном участке, расположенном в конечной части лунки жидкого металла между двумя порогами проницаемости двухфазной зоны. Первый порог или «граница выливаемости» характеризует начало затруднения подпитки жидким расплавом двухфазной зоны. По мнению разных авторов, этот порог наступает при наличии 0,80...0,65 жидкости в двухфаз-

ной зоне заготовки. При достижении относительного содержания жидкости 0,30...0,20 сопротивление течению расплава становится настолько высоким, что подпитка двухфазной зоны уже невозможна — это соответствует второму порогу проницаемости или «границе питания». Местонахождение границ этого участка зависит от химического состава разливаемой стали, скорости вытягивания заготовки из кристаллизатора, интенсивности вторичного охлаждения заготовки, то есть во многом определяется конструктивными особенностями MHJI3.

Величина обжатия дифференцируется по сортаменту разливаемого металла, особенно в зависимости от содержания углерода, оказывающего решающее влияние на усадку металла в процессе кристаллизации. Поэтому определение рациональных параметров технологии мягкого обжатия слябовой заготовки: места приложения и величины обжатия должно производиться на основе результатов математического моделирования гидродинамического механизма работы мягкого обжатия на конкретной MHJI3 для существующего сортамента разливаемого металла.

Мягкое обжатие возможно как в статическом, так и динамическом режимах. Предпочтительнее динамический режим, в процессе которого осуществляется слежение за положением изотерм ликвидуса и солидуса и составом двухфазной зоны отливаемой заготовки в режиме реального времени. Одним из основных зарубежных производителей оборудования для осуществления мягкого обжатия является немецкая фирма «SMS Demag» (впоследствии «SMS Siemag»). Лидером отечественных производителей является ОАО «Уралмашзавод» (г. Екатеринбург), разработавший комбинированный подход к режиму обжатия: система динамического мягкого обжатия дополнена системой косвенного контроля границ зоны мягкого обжатия.

В результате мягкого обжатия непрерывнолитой заготовки происходит сближение фронтов кристаллизации, создается гидродинамическое давление расплава, вследствие чего повышается проницаемость двухфазной зоны сквозь «лес» дендритов и происходит компенсация усадочных явлений металла. Результатом этого является снижение пористости и химической неоднородности осевой части сляба. Степень развития осевой рыхлости зависит от высоты МНЛЗ, скорости вытягивания и интенсивности охлаждения заготовки, толщины сляба и химического состава разливаемой стали. Наиболее эффективным является мягкое обжатие слябов на МНЛЗ с большим радиусом изгиба технологического канала, при большой толщине заготовки, высоких скоростях и повышенном содержании углерода в металле.

Приведены техническая характеристика и сведения об устройстве криволинейной МНЛЗ с вертикальным участком ККЦ ОАО «ММК». Одноручье-вая машина имеет базовый радиус 11 м и проектную производительность 1,65 млн. т слябовой заготовки в год. Длина вертикального участка составля-

ет около 2,7 м при металлургической длине 34,2 м. На машине могут отливаться слябовые заготовки толщиной 190, 250 и 300 мм и шириной 1400...2700 мм. MHJI3 оснащена оборудованием, позволяющем производить мягкое обжатие сляба на протяженном участке технологического канала - с шестого по пятнадцатый сегменты зоны вторичного охлаждения. Выбор места осуществления мягкого обжатия на технологическом канале MHJI3 может производиться на первом и втором уровнях автоматизированной системы MHJI3. Данная система в динамическом режиме рассчитывает протяженность лунки жидкого металла и определяет номер сегмента, в котором расположен конец лунки. Мягкое обжатие сляба рекомендуется производить в двух предыдущих сегментах.

Опробование проектной технологии мягкого обжатия при отливке толстых слябов показало, что степень развития дефектов осевая рыхлость и осевая химическая неоднородность является недопустимо высокой.

Во второй главе рассмотрена известная методика создания эффекта «искусственного раздутия» непрерывнолитой заготовки, используемая для экспериментального определения протяженности лунки жидкого металла внутри отливаемой заготовки. Вначале при отключенном обжатии производится снижение скорости вытягивания сляба из кристаллизатора для того, чтобы длина лунки жидкого металла внутри заготовки уменьшилась, и конец лунки оказался перед сегментом, в котором будет искусственно вызываться раздутие сляба. Осуществляется открытие данного сегмента - при помощи гидроцилиндров все верхние ролики сегмента приподнимаются на несколько миллиметров. Затем скорость вытягивания заготовки из кристаллизатора повышается с целью увеличения протяженности лунки жидкого металла. Вследствие этого конец лунки перемещается в открытый сегмент и происходит раздутие сляба. При этом сила воздействия роликов на входе в сегмент резко возрастает. Зная расстояние от поверхности жидкого металла в кристаллизаторе до входа в открытый сегмент, можно определить протяженность сляба до участка с первым порогом проницаемости двухфазной зоны и затем рассчитать фактическую длину лунки жидкого металла в заготовке. Для прекращения раздутия сляба скорость вытягивания заготовки снижается, конец лунки перемещается в сегмент, расположенный перед открытым сегментом, сегмент медленно закрывается.

В работе специально разработана методика для экспериментального определения первого порога проницаемости двухфазной зоны непрерывнолитой заготовки. По этой методике необходимо выполнение следующих условий: режим мягкого обжатия непрерывнолитой заготовки отключается с установлением термического конуса, соответствующего естественной усадке стали при ее затвердевании; скорость вытягивания заготовки из кристаллизатора должна быть постоянной в течение 30 и 40 мин для слябов толщиной,

соответственно, 250 и 300 мм; изменение температуры металла в промежуточном ковше не должно превышать десять градусов.

Эксперимент проводится в следующей последовательности: на технологическом канале МНЛЗ выбираются роликовые сегменты, в которых согласно расчетным данным, выдаваемым автоматизированной системой в режиме реального времени, располагается двухфазная зона сляба с относительным содержанием жидкости менее 0,8; при помощи перемещения гидроцилиндров осуществляется поочередное открытие выбранных сегментов поднятием верхней рамы на 3 мм, начиная с наиболее удаленного от кристаллизатора сегмента; производится постоянный контроль силы, развиваемой гидроцилиндрами на входе и выходе в открытых сегментах; фиксируется момент быстрого роста силы как на входе, так и на выходе из сегмента и соответствующее этому моменту расчетное содержание жидкости в двухфазной зоне сляба, которое характеризует первый порог проницаемости двухфазной зоны.

Приводится описание методики определения основных параметров непрерывной разливки, химического состава металла и оценки качества внутреннего строения непрерывнолитой заготовки.

Методика математического моделирования процесса мягкого обжатия непрерывнолитой заготовки и модель разработаны сотрудниками ОАО «Уралмашзавод» (г. Екатеринбург). В модели используется система уравнений:

Т = /(С), (1)

дТ

а

д_

дх

( дТЛ а— ^ дх)

д ( дТ

+ — а—

ду.

-і«-

а

дТ дх

- +V,,

дТ_ ду)

д{5С)_ д(СЕдС ді аД дх

4 а +

с

дС

ду\ ду

+ *(С)С§-

дС дС у, — —

' дх у ду

Ар дБ _ дух | дуу Рі ді дх ду

І»(ї) дР

т

т(Б) =

Р,

ц ду

3(Р) = 1, Р>Рк; д(р) = 0, Р^Рк;

Я2Б3

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

где Г-температура металла;

С — концентрация примеси; / - время;

к- коэффициент распределения примеси;

а - коэффициент температуропроводности;

Ь — теплота кристаллизации;

5- относительное содержание жидкой фазы (расплава) в двухфазной зоне (доля жидкой фазы);

V- скорость движения расплава;

Р - гидродинамическое давление; р1 р — плотность расплава и твердой фазы; Ар = {р,— р,)~ изменение плотности металла при кристаллизации; Ь{параметр, определяемый свойствами среды и строением двухфазной зоны;

g - ускорение свободного падения;

Д — коэффициент диффузии; /72(5")- коэффициент проницаемости двухфазной зоны;

Ц - динамическая вязкость расплава;

Я - дендритный размер;

(р - угол между вертикальной линией и касательной к технологической линии МНЛЗ;

У - удельный объем пор;

= <Рк) ~ сечение жидкой фазы в момент разрыва расплава;

Рк — прочность жидкой фазы.

Разработанная модель состоит из двух программ. Первая программа «Сп51а11-2Б» предназначена для анализа расчетного положения зоны мягкого обжатия в статическом и динамическом режимах. Во второй программе «Рога» осуществляется анализ порообразования, связанного с потерей гидродинамического давления расплава в двухфазной зоне.

В третьей главе представлены результаты изучения причин недостаточной эффективности существующей технологии мягкого обжатия слябовой заготовки. При корреляционно-регрессионном анализе 355 и 35 плавок с отливкой слябов толщиной 300 и 250 мм со скоростью 0,75...0,80 и 0,9... 1,0 м/мин, соответственно, шириной 2600 мм из трубной стали с содержанием 0,05...0,15 % [С], 1,2...1,7 % [Мп], 0,001...0,010 % [Б] были получены следующие зависимости:

300 мм Г ТПШ = 2,8224 П1 - 2,2703, г = 0,283, (9)

I ТПШ = 2,8311-П2-2,7239, г =0,283, г0,05=0,195, (10)

r OP = 2,2324-2,0268-114, г = -0,369, OP = 2,0268-П5 + 0,2057, г = 0,396, 250 мм < ОХН = 1,1168-П! + 0,3604, г = 0,352, ТПУ= 1,8208-П2-1,8109, г = 0,384,

t ТПУ = 0,1476-Пз-0,6672, г = 0,414, ^=0,335,

(П) (12)

(13)

(14)

(15)

где ТПШ - трещины, перпендикулярные широким граням, баллы;

ОР - осевая рыхлость, баллы', ОХН — осевая химическая неоднородность, баллы-, ТПу - трещины, перпендикулярные узким граням, баллы;

111 - отношение расстояния от поверхности металла в кристаллизаторе до входа в сегмент, где начиналось мягкое обжатие, к расчетной длине лунки жидкого металла внутри заготовки;

П2 - отношение расстояния от поверхности металла в кристаллизаторе до выхода из сегмента, где закончилось мягкое обжатие, к расчетной длине лунки жидкого металла внутри заготовки;

П3 - суммарное обжатие сляба по толщине (от 4 до 6,5), мм;

Щ - доля обжатия сляба в первом сегменте;

П5 - доля обжатия сляба во втором сегменте; г, г0,05 - расчетное и критическое значения коэффициента парной корреляции.

Анализ полученных зависимостей показал, что с увеличением относительного расстояния от поверхности металла в кристаллизаторе до начала обжатия возрастают степень развития трещин, перпендикулярных широким граням, в слябах толщиной 300 мм (9), и осевая химическая неоднородность в заготовках, имеющих толщину 250 мм (13). В случае увеличения относительного расстояния от поверхности металла в кристаллизаторе до конца обжатия растет степень развития трещин, перпендикулярных как широким граням слябов толщиной 300 мм (10), так и узким граням заготовки толщиной 250 мм (14). При этом последние трещины сильнее развиваются при возрастании суммарного обжатия слябов (15). Мягкое обжатие производилось в двух смежных сегментах зоны вторичного охлаждения MHJI3. Установлено, что характер влияния доли обжатия сляба в каждом из этих сегментов на степень развития осевой рыхлости совершенно противоположен. Так, если в начальном сегменте увеличивать относительную долю обжатия, то это благоприятно влияет на осевую рыхлость - она становится меньше (11), а в конечном сегменте все наоборот - рыхлость развивается сильнее (12). Все это свидетельствует о том, что место осуществления мягкого обжатия непрерывнолитых слябов по длине технологического канала MHJI3 выбрано не рационально.

Это происходит вследствие недостаточной гибкости проектной схемы выбора сегментов для осуществления мягкого обжатия заготовки и возможных ошибок при расчете автоматизированной системой длины лунки жидкого металла в слябе.

Для проверки расчетных данных о длине лунки жидкого металла были проведены четыре опыта с «искусственным раздутием» заготовок, позволяющие определить фактическую протяженность лунки. В результате было установлено, что фактическая длина превышает ее расчетное значение, полученное автоматизированной системой MHJI3. Наибольшее различие наблюдалось при отливке слябов толщиной 300 мм - на 3,8...4,6 %, а для слябов толщиной 250 мм - на 2,5 %.. Такие отклонения, особенно при отливке толстых слябов, являются причиной ошибок автоматизированной системы при определении номеров сегментов, в которых рекомендуется осуществлять мягкое обжатие сляба.

Для корректировки расчетной длины лунки жидкого металла в непре-рывнолитом слябе необходимо было внести изменения в алгоритм расчета, выполняемого автоматизированной системой MHJI3. Фирмой-разработчиком оборудования для этого была предоставлена всего одна возможность - изменение величины настроечного коэффициента в формуле для определения плотности теплового потока, теряемого заготовкой в окружающую среду излучением. В результате проведенных исследований величина настроечного коэффициента была изменена на 15 %. Для проверки влияния такой корректировки на протяженность лунки жидкого металла было проведено два дополнительных опыта с созданием эффекта «искусственного раздутия» слябов толщиной 250 и 300 мм. Информация о внутреннем строении сляба толщиной 300 мм после корректировки расчета приведена на рис. 2.

Сравнение скорректированных расчетных и опытных данных показало, что расчетные значения длины лунки жидкого металла, определяемые автоматизированной системой MHJI3, практически не отличались от опытных данных. Разность между фактическими и расчетными величинами не превышала 0,33 %.

После корректировки расчетных данных о протяженности лунки жидкого металла в слябе проведено исследование с целью уточнения содержания жидкости в двухфазной зоне для первого порога проницаемости. По специально разработанной методике проведено четыре опыта. В процессе разливки стали марки 09Г2С после поднятия 12-го сегмента сначала наблюдался кратковременный провал усилий гидроцилиндров на входе и выходе до 550 кН, а затем как на входе, так и на выходе усилия быстро увеличились: до 800 и 750 кН. Это свидетельствует о развивающемся ферростатическом давлении расплава на 29...32 минутах опыта. По расчетным данным автоматизированной системы в данный промежуток времени на входе в открытый 12-ый

2 1

В 1

й

° 11

О 'Ч

С сГ

о ю

К и

о

6 о св 0«

4т „,

-Двух«

у 40 ......_

/ш ш

1 л .......,......... , , .........1....... ,.........,.........,.........,.........

Длина отлитого сляба, м

Рис. 2. Строение сляба толщиной 300 мм на различном удалении от поверхности металла в кристаллизаторе: цифры у линий - относительное содержание жидкости в двухфазной зоне на оси сляба

сегмент относительное содержание жидкости в двухфазной зоне сляба составляло 0,75. Именно такая величина характеризует первый порог проницаемости двухфазной зоны сляба в этом опыте. По результатам четырех опытов установлено, что первый порог проницаемости двухфазной зоны в заготовках из трубной стали, отлитых на данной МНЛЗ, характеризуется относительным содержанием жидкости в двухфазной зоне от 0,56 до 0,75 и в среднем равняется 0,67.

В четвертой главе производится определение рациональных параметров технологии мягкого обжатия слябовой непрерывнолитой заготовки.

В расчетно-аналитической лаборатории ОАО «Уральский завод тяжелого машиностроения» (г. Екатеринбург) под руководством к. т. н. Л.В. Буланова проведено математическое моделирование процесса мягкого обжатия слябов для условий ККЦ ОАО «ММК». На первом этапе проведена настройка модели по данным шести опытных плавок, проведенных с корректировкой расчетных данных о длине лунки жидкого металла. Для проверки качества настройки математической модели были использованы производственные данные 10 плавок текущего производства, проведенных также с корректировкой расчетных данных. На модели произведены расчеты с использованием исходных данных этих плавок и получены результаты о местонахождении частей слябовой заготовки с разным содержанием жидкости в двухфазной зоне. Отклонение между расчетными и производственными данными в среднем равнялось 1,37 %.

На втором этапе моделирования получены данные об изменении гидродинамического давления расплава и относительного содержания жидкости в двухфазной зоне слябов толщиной 250 мм (сталь марки 13Г1С-У) и 300 мм (сталь марки 09Г2С) (рис. 3).

10 152025 30 Расстояние от поверхности металла в кристаллизаторе, м

Рис. 3. Изменение гидродинамического давления и относительного содержания жидкости в двухфазной зоне слябов толщиной 250 и 300 мм из трубной стали

Гидродинамическое давление расплава внутри заготовки без мягкого обжатия снижается до нуля при относительном содержании жидкости в двухфазной зоне, равном 0,7, в слябе толщиной 250 мм и 0,6 - при толщине 300 мм. Эти значения характеризуют первый порог проницаемости двухфазной зоны. В результате осуществления обжатия удается резко увеличить дав-

ление расплава внутри заготовки (сплошная линия давления с обжатием). Давление достигает максимальных значений, равных 1,8 и 2,3 МП а, затем оно резко падает и становится равным нулю при наличии 0,2 жидкости в двухфазной зоне, что является характеристикой второго порога проницаемости.

На рис. 4 приведено распределение удельного объема пор в непрерыв-нолитой заготовке толщиной 250 мм, отлитой с мягким обжатием и без него.

В результате осуществления мягкого обжатия, начинающегося после затвердевании слоя металла толщиной 110 мм, рост удельного объема пор (сплошная линия) сначала прекращается, затем объем пор снижается, а потом происходит его небольшое увеличение. В осевой части обжатой заготовки удельный объем пор, как минимум, втрое меньше, чем в необжатой заготовке.

В работе предложено дополнение к проектной схеме выбора сегментов для осуществления мягкого обжатия заготовки: после выбора автоматизированной системой двух сегментов необходимо выполнить условие - на выходе из последнего выбранного сегмента относительное содержание жидкости в двухфазной зоне заготовки должно соответствовать второму порогу проницаемости двухфазной зоны и быть равным 0,2. Для этого следует скорректировать скорость вытягивания заготовки из кристаллизатора по разработанной методике.

В качестве примера в таблице приведены результаты расчета скорости вытягивания слябов толщиной 300 мм из трубной стали с разным содержанием углерода и содержанием марганца 1,2... 1,7

Так как длина двух сегментов значительно превышает протяженность участка сляба между первым и вторым порогами проницаемости двухфазной зоны (см. рис. 1), то обжатие приходится начинать до достижения первого порога проницаемости. Поэтому в первом сегменте достаточно производить обжатие с небольшой интенсивностью - 0,7 мм/м, а во втором сегменте с максимально возможной интенсивностью 1,3 мм/м. На разработанную технологию мягкого обжатия слябовой заготовки подана заявка на патент РФ.

0,030

о 0,025

о

с

20 40 60 80 100 120 Расстояние от поверхности сляба по толщине, мм

Рис. 4. Распределение удельного объема пор в непрерывнолитой заготовке толщиной 250 мм, отлитой с мягким обжатием и без него

Расчетная скорость вытягивания слябов

Величина перегрева металла в промежуточном ковше, °С Скорость вытягивания сляба, м/мин

менее 0,08 % [С] 0,08...0,15 % [С]

Номер последнего сегмента для обжатия

12-й 13-й 12-й 13-й

менее 10 0,77 0,84 0,765 0,835

10...20 0,765 0,835 0,75 0,82

21...30 0,76 0,825 0,74 0,81

более 30 0,75 0,82 0,73 0,80

Скорректированная технология мягкого обжатия прошла опытно-промышленное опробование. В процессе разливки трубной низколегированной стали было отобрано 124 опытных темплета из слябов толщиной 300 мм, результаты оценки качества которых по степени развития основных внутренних дефектов сравнены с 511 контрольными темплетами из заготовок, отлитых по проектной технологии. В опытном металле степень развития осевой рыхлости и осевой химической неоднородности оказалась соответственно на 18,5 % (отн.) и 24,7 % (отн.) меньше, чем в контрольном металле. В результате совершенствования технологии мягкого обжатия количество темплетов, имеющих степень развития вышеназванных дефектов не более одного балла, возросло в 23 и 38 раз, соответственно.

Все это явилось причиной улучшения качества толстого горячекатаного листа, производимого на стане «5000». Отбраковка листа толщиной от 16 до 32 мм из-за несоответствия класса сплошности по результатам ультразвукового контроля снизилась вдвое. Усовершенствованная технология мягкого обжатия внедрена в производство с долевым экономическим эффектом 16,9 млн. руб. в год.

В работе установлено, что в результате мягкого обжатия заготовки происходит не только улучшение качества осевой части сляба, но и изменение ее строения: участки расположения осевой рыхлости и химической неоднородности перемещаются из-под геометрической оси - «нижняя» асимметрия (вариант без обжатия) и оказываются над осью - «верхняя» асимметрия (вариант с мягким обжатием). На рис. 5 показаны фотографии темплетов из слябов стали марки 09Г2С с мягким обжатием и без него.

Металлографическая оценка качества металла показала, что степень развития осевой рыхлости и химической неоднородности в слябе с обжатием оценивается баллом 1, а в заготовке без обжатия - баллом 1,5. При анализе микроструктуры литого металла выявлено наличие трещин и пустот, а также ренттеноспектрального микроанализа на растровом микроскопе «Tescan» при использовании микроанализатора «INCA Energy 450» скоплений оксидных и карбидных неметаллических включений по границам зерен металла.

1| С обжатием \ ~ ч * •;

т у,- /та*. '!ДЦ1£гк_. - «ИР»

( Без обжатия 1.......

1

, /

Рис. 5. Фотографии темплетов из слябов стали марки 09Г2С с обжатие;

5 мм и без обжатия: белые линии - середина сляба по толщине; стрелками показаны ОР и ОХН

Для изучения зональной химической неоднородности металла были отобраны пробы от слябов толщиной 300 мм двух плавок трубной стали с разным содержанием углерода. По одному слябу каждой плавки было отлито с мягким обжатием 4,4 мм и без обжатия. В пробах металла определялось содержание углерода спектральным методом. Изменение степени зональной химической неоднородности углерода по толщине слябов показано на рис. 6.

Мягкое обжатие слябовых заготовок позволило существенно уменьшить как максимальную степень зональной химической неоднородности, так и интервал изменения этого параметра. Так степень развития зональной химической неоднородности углерода по оси слябовых непрерывнолитых заготовок толщиной 300 мм из трубной стали, отлитых с мягким обжатием, вдвое ниже, чем в слябах без обжатия. Это можно объяснить тем, что в результате обжатия заготовки снижается пористость ее центральной части, что вызывает и уменьшение степени развития химической неоднородности центральной части заготовки. Известно, что между осевой химической неоднородностью и

Расстояние от верхней до нижней грани сляба по толщине, мм

Рис. 6. Изменение степени зональной химической неоднородности углерода по толщине слябовых непрерывнолитых заготовок с мягким обжатием (толстая линия) и без обжатия (тонкая

линия) в процессе разливки трубной стали с разным содержанием углерода: пунктирные линии - положение фронтов кристаллизации в момент начала обжатия

осевой рыхлостью непрерывнолитой заготовки существует статистически значимая прямо пропорциональная зависимость.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Выявлены статистически значимые зависимости степени развития внутренних дефектов слябовой непрерывнолитой заготовки из трубной стали от параметров мягкого обжатия. Установлено, что основной причиной низкой эффективности проектного варианта технологии мягкого обжатия является нерациональное место его осуществления на технологическом канале МНЛЗ.

2. Произведена корректировка расчетных данных о длине лунки жидкого металла в слябе, в результате которой приведены в соответствие расчетные и фактические данные, разность между которыми не превышает 0,33 % (отн.). С использованием специально разработанной методики экспериментально определены значения относительного содержания жидкости в двухфазной зоне сляба из трубной стали, характеризующие первый порог проницаемости этой зоны и изменяющиеся в интервале от 0,56 до 0,75.

3. На математической модели процесса мягкого обжатия заготовок определено расчетное значение относительного содержания жидкости в двухфазной зоне слябов из трубной стали для второго порога проницаемости, равное 0,2, и получена информация о распределении удельного объема пор по поперечному сечению сляба. Установлено, что в осевой части обжатой заготовки удельный объем пор, втрое меньше, чем в заготовке без обжатия.

4. Выявлено, что мягкое обжатие изменяет строение центральной части сляба: участки расположения осевой рыхлости и химической неоднородности перемещаются из-под геометрической оси по толщине - «нижняя» асимметрия при варианте без обжатия и оказываются над осью - «верхняя» асимметрия в варианте с обжатием. Мягкое обжатие приводит к существенному (вдвое) снижению степени развития зональной химической неоднородности углерода по оси слябовых заготовок толщиной 300 мм.

5. Дополнена проектная схема выбора сегментов для осуществления мягкого обжатия слябов корректировкой скорости вытягивания заготовки из кристаллизатора для того, чтобы на выходе из последнего выбранного сегмента относительное содержание жидкости в двухфазной зоне сляба соответствовало второму порогу проницаемости. Предложено в первом сегменте обжимать заготовку с небольшой интенсивностью 0,7 мм/м, а во втором сегменте - с максимально возможной интенсивностью 1,3 мм/м. На разработанную технологию мягкого обжатия слябовой заготовки подана заявка на патент РФ.

6. Опытно-промышленное опробование усовершенствованной технологии мягкого обжатия слябов толщиной 300 мм показало, что качество осевой части заготовок улучшилось: в среднем на 18,5 % (отн.) снизилась степень развития осевой рыхлости и на 24,7 % (отн.) - осевой химической неоднородности. Количество темплетов, имеющих степень развития вышеназванных дефектов не более одного балла, существенно возросло: в 23 и 38 раз, соответственно. На стане «5000» отбраковка горячекатаного листа толщиной от 16 до 32 мм из-за несоответствия класса сплошности снизилась более чем в два раза. Усовершенствованная технология мягкого обжатия внедрена в производство с долевым экономическим эффектом 16,9 млн. руб. в год.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

1. Совершенствование технологии мягкого обжатия непрерывнолитых слябов из трубной стали / C.B. Прохоров, A.C. Казаков, В.В. Мошкунов, A.M. Сто-

ляров, A.A. Кульжов // Металлург. - 2012. - №2. - С. 59 - 61 (рекомендовано ВАК).

2. Мошкунов В.В., Столяров A.M., Казаков A.C. Определение длины лунки жидкого металла в непрерывнолитых слябах из трубной стали с использованием эффекта «искусственного раздутия» заготовки // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. -2012. -№1 (37). - С. 24-26 (рекомендовано ВАК).

3. Ввод в эксплуатацию одноручьевой слябовой MHJI3 №6 в кислородно-конвертерном цехе ОАО «ММК» / Сарычев Б.А., Прохоров C.B., Казаков A.C., Юречко Д.В., Мошкунов В.В. // Черные металлы. - 2012. - №6. - С. 47 - 49 (рекомендовано ВАК).

4. Опыт эксплуатации новой одноручьевой слябовой МНЛЗ с вертикальным участком / Прохоров C.B., Сарычев Б.А., Казаков A.C., Мошкунов В.В., Столяров A.M. // Сталь. - 2012. - №7. - С. 9 - 11 (рекомендовано ВАК).

5. Мошкунов В.В., Столяров A.M., Казаков A.C. Снижение осевой химической неоднородности трубной стали в результате мягкого обжатия непрерыв-нолитого сляба // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. - 2012. - №2 (38). - С. 24 -25 (рекомендовано ВАК).

6. Мошкунов В.В., Столяров A.M. Использование мягкого обжатия непре-рывнолитого сляба на криволинейной MHJI3 с вертикальным участком // Теория и технология металлургического производства: Межрегион, сб. науч. тр. - Вып. 10. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ». - 2010. - С. 57 - 62.

7. Мошкунов В.В., Столяров A.M. Освоение технологии мягкого обжатия непрерывнолитых слябов в ККЦ ОАО «ММК» // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: материалы 69-й межрегиональной научно-технической конференции. Магнитогорск. 2011. Т. 1, С. 131-133.

8. Мошкунов В.В., Казаков A.C. Освоение мягкого обжатия непрерывноли-того слитка на МНЛЗ №6 в ККЦ ОАО «ММК» // Тезисы докладов XI международной научно-технической конференции молодых работников - Магнитогорск: ОАО «ММК», 2011. - С. 29 - 31.

9. Результаты ввода в эксплуатацию новой машины непрерывного литья заготовок с вертикальным участком фирмы SMS-DEMAG / A.C. Казаков, Ю.А. Чайковский, Д.В. Юречко, В.В. Мошкунов, Т.С. Масальский // Совершенствование технологии в ОАО «ММК»: сб. науч. тр. / Центральная лаборатория ОАО «ММК». - Вып. 15. - Магнитогорск, 2010. - С. 95 - 97.

10. Изучение величины мягкого обжатия при разливке трубных марок стали на МНЛЗ №6 и его влияния на качество внутренней структуры сляба и горячекатаного листа / В.В. Мошкунов, A.C. Казаков, A.A. Кульжов и др. // Совершенствование технологии в ОАО «ММК»: сб. науч. тр. / Центральная лаборатория ОАО «ММК». - Вып. 16. - Магнитогорск, 2011. - С. 33 - 37.

11. Освоение разливки слябов толщиной 250 мм на одноручьевой МНЛЗ №6 / Б.А. Сарычев, A.C. Казаков, Д.В. Юречко, C.B. Прохоров, Т.С. Масальский,

B.П. Филиппова, В.В. Мошкунов // Совершенствование технологии в ОАО «ММК»: сб. науч. тр. / Центральная лаборатория ОАО «ММК». - Вып. 16. -Магнитогорск, 2011. - С. 46 - 50.

12. Мошкунов В.В., Столяров A.M., Казаков A.C. Мягкое обжатие непре-рывнолитых слябов толщиной 300 мм в КЩ ОАО «ММК» // Теория и технология металлургического производства: Межрегион, сб. науч. тр. - Вып. П.Магнитогорск: Изд-во Магнитогорского государственного технического университета. -2011. -С. 41 -45.

13. Мошкунов В.В., Столяров A.M., Казаков A.C. Особенности технологии мягкого обжатия непрерывнолитых слябов толщиной 250 мм в ККЦ ОАО «ММК» // Теория и технология металлургического производства: Межрегион, сб. науч. тр. - Вып. 11. - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорского государственного технического университета. - 2011. - С. 60 - 64.

14. Мошкунов В.В., Столяров A.M., Казаков A.C. Методика создания эффекта «искусственного раздутия» непрерывнолитых заготовок // Литейные процессы: Межрегион, сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2011. - Вып. 10. -

C. 64 - 68.

15. Мошкунов В.В., Столяров A.M., Казаков A.C. Анализ влияния параметров технологии мягкого обжатия на качество макроструктуры непрерывнолитых слябов // Литейные процессы: Межрегион, сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ,2011.-Вып. 10.-С. 84-90.

16. Мошкунов В.В., Столяров A.M., Казаков A.C. Совершенствование технологии мягкого обжатия слябовой непрерывнолитой заготовки // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: материалы 70-й межрегиональной научно-технической конференции. Магнитогорск. 2012. Т.1,

С. 122 -125.

Подписано в печать 1.10.2011. Формат 60x84 1/16. Бумага тип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 616.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ФГБОУ ВПО «МГТУ»

Введение.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ МЯГКОГО ОБЖАТИЯ

СЛЯБОВОЙ НЕПРЕРЫВНОЛИТОЙ ЗАГОТОВКИ.

1.1 Сущность метода мягкого обжатия непрерывнолитой заготовки.

1.2 Способы осуществления мягкого обжатия.

1.2.1 Статическое мягкое обжатие.

1.2.2 Динамическое мягкое обжатие.

1.3 Эффективность мягкого обжатия слябовой непрерывнолитой заготовки.

1.4 Проектные решения по системе мягкого обжатия криволинейной слябовой МНЛЗ с вертикальным участком кислородно-конвертерного цеха ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

1.5 Начальный период освоения технологии мягкого обжатия на слябовой МНЛЗ ККЦ ОАО «ММК».

Выводы по первой главе.

ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Методика экспериментальных исследований.

2.1.1 Методика создания эффекта «искусственного раздутия» непрерывнолитой заготовки.

2.1.2 Методика определения порога проницаемости двухфазной зоны в кристаллизующейся непрерывнолитой заготовке.

2.1.3 Методика измерений параметров непрерывной разливки, определения химического состава металла и оценки качества внутреннего строения непрерывнолитой заготовки.

2.2 Методика математического моделирования процесса мягкого обжатия непрерывнолитой заготовки.

Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИЧИН НЕДОСТАТОЧНОЙ

ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ МЯГКОГО ОБЖАТИЯ СЛЯБОВОЙ НЕПРЕРЫВНОЛИТОЙ ЗАГОТОВКИ.

3.1 Анализ информации о влиянии параметров существующей технологии мягкого обжатия на качество отливаемых слябов.

3.2 Уточнение расчетных данных о протяженности лунки жидкого металла в непрерывнолитом слябе.

3.3 Корректировка расчетных данных о протяженности лунки жидкого металла в непрерывнолитом слябе.

Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ МЯГКОГО ОБЖАТИЯ СЛЯБОВОЙ НЕПРЕРЫВНОЛИТОЙ ЗАГОТОВКИ.

4.1 Математическое моделирование процесса мягкого обжатия непрерывнолитых слябов.

4.2 Дополнение к проектной схеме выбора сегментов для мягкого обжатия заготовки и корректировка параметров технологии обжатия.

4.3 Изучение и сравнение качества металла, отлитого с мягким обжатием и без него.

Выводы по четвертой главе.

В последние годы наблюдается постоянный рост производства толстого листа для изготовления трубопроводов, оборудования, работающего в кислой среде, газопроводов высокого давления. К известным производителям хорошо свариваемого толстого листа относятся фирмы «Dillingen AG» (Германия), «POSCO» (Южная Корея), «Voestalpine» (Австрия). Для достижения высокой эффективности производства толстого листа необходима его прокатка из непрерывнолитых заготовок большой толщины - до 400 мм и шириной до 2400 мм. Зарубежными поставщиками оборудования для отливки толстых слябов являются фирмы «Siemens-VAI» (Австрия) и «SMS Siemag» (Германия).

В кислородно-конвертерном цехе ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» в январе 2010 года введена в эксплуатацию новая МНЛЗ криволинейного типа с вертикальным участком фирмы «SMS Siemag» для снабжения слябовыми непрерывнолитыми заготовками толщиной 300 мм стана горячей прокатки «5000», производящего толстый лист, используемый при производстве труб большого диаметра и в судостроении. Данная машина имеет специальное оборудование для осуществления мягкого обжатия слябо-вой заготовки с целью улучшения качества ее внутренней структуры. Опробование проектной технологии мягкого обжатия при отливке толстых слябов показало, что степень развития дефектов осевая рыхлость и осевая химическая неоднородность является недопустимо высокой. Контрактные обязательства по качеству отливаемых слябов фирмой-изготовителем оборудования не были выполнены. Поэтому актуальной задачей стало проведение исследований по совершенствованию существующей технологии мягкого обжатия слябов с целыо улучшения качества осевой зоны заготовки.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- установить причины недостаточной эффективности использования существующей технологии мягкого обжатия;

- определить рациональные значения параметров технологии мягкого обжатия, характеризующие место приложения и величину обжатия к слябо-вой непрерывнолитой заготовке;

- изучить качество литого металла с обжатием и без обжатия;

- оценить эффективность скорректированной технологии мягкого обжатия непрерывнолитых заготовок из трубной стали.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана методика для экспериментального определения первого порога проницаемости двухфазной зоны в непрерывнолитой слябовой заготовке;

- определены значения относительного содержания жидкости в двухфазной зоне сляба из трубной стали для условий разливки на МНЛЗ криволинейного типа с вертикальным участком, характеризующие первый порог проницаемости зоны;

- выявлено распределение удельного объема пор по поперечному сечению сляба, отлитому с мягким обжатием и без обжатия;

- установлено, что мягкое обжатие изменяет строение центральной части сляба: участки расположения осевых рыхлости и химической неоднородности перемещаются из-под геометрической оси по толщине - «нижняя» асимметрия при варианте без обжатия и оказываются над осью - «верхняя» асимметрия в варианте с обжатием.

Практическая значимость работы состоит в улучшении качества осевой части заготовок толщиной 300 мм: в среднем на 18,5 % (отн.) снизилась степень развития осевой рыхлости и на 24,7 % (отн.) - осевой химической неоднородности. Количество темплетов, имеющих степень развития этих дефектов не более одного балла, возросло в 23 и 38 раз, соответственно. На стане «5000» отбраковка горячекатаного листа толщиной от 16 до 32 мм из-за несоответствия класса сплошности, осуществляемая по результатам ультразвукового контроля, снизилась вдвое. Усовершенствованная технология мягкого обжатия внедрена в производство с долевым экономическим эффектом 16,9 млн. руб. в год.

Экспериментальная часть работы выполнена в ОАО «ММК».

Автор выражает глубокую признательность работникам лаборатории непрерывной разливки стали и ККЦ ОАО «ММК», сотрудникам расчетно-аналитической лаборатории отдела главного конструктора машин непрерывного литья заготовок ОАО «Уралмашзавод» в городе Екатеринбург, принимавшим участие в совместном проведении исследований.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Выявлены статистически значимые зависимости степени развития внутренних дефектов слябовой непрерывнолитой заготовки из трубной стали от параметров мягкого обжатия. Установлено, что основной причиной низкой эффективности проектного варианта технологии мягкого обжатия является нерациональное место его осуществления на технологическом канале МНЛЗ.

2. Произведена корректировка расчетных данных о длине лунки жидкого металла в слябе, в результате которой приведены в соответствие расчетные и фактические данные, разность между которыми не превышает 0,33 % (отн.). С использованием специально разработанной методики экспериментально определены значения относительного содержания жидкости в двухфазной зоне сляба из трубной стали, характеризующие первый порог проницаемости этой зоны и изменяющиеся в интервале от 0,56 до 0,75.

3. На математической модели процесса мягкого обжатия заготовок определено расчетное значение относительного содержания жидкости в двухфазной зоне слябов из трубной стали для второго порога проницаемости, равное 0,2, и получена информация о распределении удельного объема пор по поперечному сечению сляба. Установлено, что в осевой части обжатой заготовки удельный объем пор, втрое меньше, чем в заготовке без обжатия.

4. Выявлено, что мягкое обжатие изменяет строение центральной части сляба: участки расположения осевой рыхлости и химической неоднородности перемещаются из-под геометрической оси по толщине - «нижняя» асимметрия при варианте без обжатия и оказываются над осью - «верхняя» асимметрия в варианте с обжатием. Мягкое обжатие приводит к существенному (вдвое) снижению степени развития зональной химической неоднородности углерода по оси слябовых заготовок толщиной 300 мм.

5. Дополнена проектная схема выбора сегментов для осуществления мягкого обжатия слябов корректировкой скорости вытягивания заготовки из кристаллизатора для того, чтобы на выходе из последнего выбранного сегмента относительное содержание жидкости в двухфазной зоне сляба соответствовало второму порогу проницаемости. Предложено в первом сегменте обжимать заготовку с небольшой интенсивностью 0,7 мм/м, а во втором сегменте - с максимально возможной интенсивностью 1,3 мм/м. На разработанную технологию мягкого обжатия слябовой заготовки подана заявка на патент РФ. 6. Опытно-промышленное опробование усовершенствованной технологии мягкого обжатия слябов толщиной 300 мм показало, что качество осевой части заготовок улучшилось: в среднем на 18,5 % (отн.) снизилась степень развития осевой рыхлости и на 24,7 % (отн.) - осевой химической неоднородности. Количество темплетов, имеющих степень развития вышеназванных дефектов не более одного балла, существенно возросло: в 23 и 38 раз, соответственно. На стане «5000» отбраковка горячекатаного листа толщиной от 16 до 32 мм из-за несоответствия класса сплошности снизилась более чем в два раза. Усовершенствованная технология мягкого обжатия внедрена в производство с долевым экономическим эффектом 16,9 млн. руб. в год.

1. Лякишев Н.П., Шалимов А.Г. Развитие технологии непрерывной разливки стали. М.: ЭЛИЗ, 2002. - 208 с.

2. Базовые решения в развитии технологии и оборудования непрерывной разливки стали Z В.М. Паршин, A.B. Куклев, И.И. Шейнфельд, A.B. Ларин II Сборник ЦНИИЧМ «И.П. Бардин и металлургическая наука». М.: 2003. -С. 91 - 101.

3. Непрерывная разливка стали на слябовые заготовки в России Z В.М. Паршин, В.В. Бусыгин, А.Д. Чертов и др. ZZ Сталь. 2009. - № 8. - С. 17 - 24.

4. Смирнов А.Н. Тенденции развития технологии и оборудования для непрерывной разливки стали (МНЛЗ для получения блюмов, сортовые МНЛЗ, слябовые МНЛЗ) ZZ Металлургическая и горнорудная промышленность. 2007. -№4.-С. 14-19.

5. Кольберг С., Лефгрен П. Повышение производительности МНЛЗ и качества непрерывнолитых толстых слябов II Черные металлы. 2005. - № 6. -С. 40-46.

6. Бровман М.Я. Непрерывная разливка металлов. М.: «ЭКОМЕТ», 2007. -484 с.

7. Процессы непрерывной разливки Z А.Н. Смирнов, В.Л. Пилюшенко, A.A. Минаев, C.B. Момот, Ю.Н. Белобров. Донецк: ДонНГУ, 2002. - 536 с.

8. Стиблий A.B. Непрерывная разливка стали на слябы // X Международная научно-техническая конференция «Автоматизация технологических объектов и процессов. Поиск молодых»: Донецк, 18-20 мая 2010 г.

9. Исаев О.Б., Носоченко О.В. Основные тенденции и направления развития непрерывной разливки стали // Междунар. научно-техн. конф. «Современные проблемы теории и практики производства качественной стали». Мариуполь, 2004.-С. 29-34.

10. Дюдкин Д.А., Кисиленко В.В. Современная технология производства стали. М.: Теплотехник, 2007. - 528 с.

11. Широких Т.А., Герасименко В.Г. Применение технологии «мягкого» обжатия непрерывнолитой заготовки с целью подавления осевой пористости и ликвации // Бюллетень «Черная металлургия». ОАО «Черметинформация». -2011.-№1.-с. 40-42.

12. Смирнов А.Н., Куберский C.B., Штепан Е.В. Непрерывная разливка стали. Донецк: ДонНТУ, 2011. - 482 с.

13. Еланский Г.Н. Разливка и кристаллизация стали. М: МГВМИ, 2010. -192 с.

14. Математическая модель и расчет параметров мягкого обжатия непрерыв-нолитых заготовок / JI.B. Буланов, P.A. Юровский, Т.Г. Химич, М.В. Масаев // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2003. - №8. - С. 124- 130.

15. Эффективность редуцирования при обжатии неполностью затвердевшей заготовки / Е. Танидзава, С. Тада, Е. Окура и др. // Дзай-ретопуросэсу. 1995. -Т. 8.-№4.-С. 949.

16. Ликвация в слитке, подвергнутом обжатию в неполностью затвердевшем состоянии / X. Мисуми, К. Миядзава, М. Утимура и др. // Дзай-ретопуросэсу.- 1994. Т. 7. - №4. - С. 1212.

17. Carboni A., McKenzie В. Результаты применения технологии мягкого обжатия, разработанной фирмой «Danieli» на заводе «Nucor Steel» // MPT. -1996.-№2. -С. 62-68.

18. Эффективность мягкого обжатия при разливке стали на машинах непрерывного литья заготовок / JI.B. Буланов, Н.А. Юровский, В.В. Бусыгин и др. // Бюллетень «Черная металлургия». ОАО «Черметинформация». - 2012. -№4. - С. 75 - 84.

19. Машины непрерывного литья заготовок. Теория и расчет / J1.B. Буланов, Л.Г. Корзунин, Е.П. Парфенов и др.; под ред. Г.А. Шалаева. Екатеринбург: Уральский центр рекламы «Марат», 2004. - 320 с.

20. Паршин В.М., Буланов J1.B. Непрерывная разливка стали. Липецк: ОАО «HJIMK».- 2011.-221 с.

21. Yamda V., Ogibauyashi S., Tezuka V., Mukai Т. // Steelmaking Conferece Proceedings. 1988 / Vol. 771. - P. 77.

22. Yim C.H., Park J.K., Nam S.H. // Steelmaking Conferece Proceedings. 1998 /Vol. 81.-P. 309.

23. Возникновение внутренних трещин вследствие обжатия неполностью затвердевшей заготовки / Т. Мотида, С. Итояма, Н. Бэссеи и др. // Дзай-рето-пуросэсу. 1995. - Т. 8. - №4. - С. 950.

24. Кристаллизация и деформация непрерывнолитого сляба при мягком обжатии его с незатвердевшей сердцевиной / О. Казуо и др. // Дзай-ретопуро-сэсу.- 1996.-Т. 9. -№1. С. 78.

25. Окибаяси С., Р. Нисихара, Сато С. Деформация неполностью закристаллизовавшегося непрерывнолитого слитка при его мягком обжатии // Tesu to hagane. 1997. - Т.83. - №1. - С. 36 - 41.

26. Автоматизация для технологического пакета ФАИ «Подключи и начни разливку» / X. Вал, Л. Херцог, Ц. Федершпил и др. // Конференция по непрерывной разливке. Россия, Нижний Тагил. - 18. 19 октября 2005 г.

27. Модель охлаждения Dynacs особенности и эксплуатационные результаты / К. Диттренбергер, К. Морвалд, Г. Хохенбихлер и др. // Производство чугуна и стали. - 1998. - издание 25. - №4. - С. 323 - 327.

28. Металлургические эксплуатационные технологии SMART/ASTC при непрерывном литье / К. Мервальд и др. // Черные металлы. 2003. - № 3. -С. 91 -96.

29. Повышение производительности и расширение марочного сортамента стали: новая MHJ13 / У. Грете, Т. Мюллер, П. Мюллер и др. // Черные металлы. 2005. - №11. - С. 35 - 39.

30. Улучшение качества и повышение экономичности технологии непрерывного литья заготовок / П. Мюллер, Г. Грундман, X. фон Выл и др. // Черные металлы, 2003. Февраль. - С. 44 - 48.

31. Яухола М. Модернизация и автоматизация установок непрерывной разливки стали на Раахеском металлургическом комбинате А/О «Раутарууки» // Труды второго конгресса сталеплавильщиков. М.: Черметинформация. -1994. - С. 314-316.

32. Динамическая модель системы охлаждения вторичной зоны для машины непрерывного литья заготовок / М. Яухола, Э. Кивеля, Ю. Конттинен и др. // Сталь. 1995. - №2. - С. 25 - 29.

33. Jauhola М., Haapala М. (перевод Кривошеина A.JT.) Последние результаты динамического мягкого обжатия заготовок на слябовой установке непрерывной разливки // Черметинформация. 2001. - перевод № 22391. - С.1 - 14.

34. Denamic Soft Reduction of Continuously Cast Slabs / D. Humes, M. Korzi, B. Kozak et al. // Iron and Steel Technology. 2008. - № 7. - C. 29 - 36.

35. Система мягкого обжатия в проектных разработках MHJI3 ООО «Урал-маш-Метоборудование» / JI.B. Буланов, И.Ф. Волегов, М.В. Масаев и др. // Сталь. 2006. - №5. - С. 20.

36. Применение системы динамического мягкого обжатия ООО «Уралмаш-Инжиниринг» на MHJ13-2 ОАО «Северсталь» / JI.B. Буланов, H.A. Юровский, И.Ф. Волегов и др. // Сталь. 2008. - №12. - С. 55 - 57.

37. Paulon G-, Fornasier М., Piemonte С. Новые разработки в сфере литья слябов и перспективы технологии: опыт компании DANIELI в высокоскоростном литье сверхшироких и сверхтолстых слябов. 2009. - С. 131 - 140.

38. Система управления качеством непрерывнолитых заготовок / Л.В. Буланов, H.A. Юровский, Е.П. Парфенов и др. // Металлургическая и горнорудная промышленность. -2003. — № 8. С. 131 - 135.

39. Концепция установок непрерывного литья слябов для производства труб и толстых листов / X. Гееркенс, А. Вейер, М. Беккер, Д. Летцель // Черные металлы. 2009. - №4. - С. 39 - 47.

40. Буланов Л.В., Юровский H.A., Парфенов Е.П. Системы динамического регулирования вторичного охлаждения и мягкого обжатия непрерывнолитых заготовок // Черные металлы. 2006. - №3. - С. 37 - 42.

41. Сооружение новой вертикальной МНЛЗ на заводе фирмы AG der Dillinger Huttenwerke / К. Харсте, Й. Клингбайль, В. Шмиц и др. // Черные металлы. 1998. - № 4. - С. 32 - 39.

42. Результаты испытания системы мягкого обжатия непрерывнолитого сляба с жидкой сердцевиной / A.M. Ламухин, A.B. Зиборов, В.Я. Имгрунт и др. // Сталь. 2002. - №3. - С. 57 - 59.

43. Мягкое обжатие непрерывнолитых заготовок на фирме «SAARSTAHL AG» / R. Thorn, V. Ostheimer, G. Ney и др. // Черметинформация. Новости черной металлургии за рубежом. — 2007. №6. - С. 43 - 45.

44. Results of research into the segregation behaviour of manganese, silicon and chromium in continuous casting / S. Line, H. Preslinger, P. Reisinger et al. // Steel Research Int. 2007. - 74. - №4. - C. 327 - 332.

45. Голиков И.Н., Масленков С.Б. Дендритная ликвация в сталях и сплавах. М.: Металлургия, 1977. - 223 с.

46. Ефимов В.А. Разливка и кристаллизация стали. М.: Металлургия, 1976. - 240 с.

47. Лопотышкин H.H. Строение осевой зоны непрерывнолитого слитка и качество металла // Сталь. 1969. - № 1. - С. 23 - 26.

48. Особенности процессов кристаллизации и структурообразования слябов, отлитых на криволинейных МНЛЗ / Н.И. Ревтов, О.Б. Исаев, О.В. Носоченко и др. // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 1992. -№3. - С. 25-28.

49. Ефимов В.А., Эльдарханов A.C. Современные технологии разливки и кристаллизации сплавов. -М.: Машиностроение, 1998. 360 с.

50. Сладкоштеев В.Т., Ахтырский В.И., Потанин Р.В. Качество стали при непрерывной разливке. М.: Металлургия, 1963. - 174 с.

51. Дюдкин Д.А. Качество непрерывнолитой заготовки. Киев: Техшка, 1988.-253 с.

52. Тюрин В.А. Улучшение качества непрерывнолитой заготовки // Сталь. -2000. -№ 12.-С. 13-15.

53. Классификатор дефектов непрерывнолитых слябов. Магнитогорск: ОАО «ММК», ЦЖ, 2003. - 64 с.

54. Дефекты стали. Справ, изд. / Под ред. Новокрещёновой С.М., Виноград М.И. М.: Металлургия, 1984. - 199 с.

55. Атлас дефектов стали. Пер. с нем. М.: Металлургия, 1979. - 188 с.

56. Куклев A.B., Соснин В.В., Поздняков В.А. О формировании осевой химической неоднородности в непрерывнолитых слябах // Сталь. 2003. - №8. -С. 71-75.

57. Исаев О.Б. Влияние нестационарных режимов непрерывной разливки стали на качество заготовки и листового проката // Металлург. 2004. - №8. -С. 39-43.

58. Исаев О.Б. Влияние углерода и малых концентраций примесей цветных металлов на качество непрерывнолитой заготовки // Металлург. 2009. - №9.- С. 68 72.

59. Центральная сегрегационная неоднородность в непрерывнолитых листовых заготовках и толстолистовом прокате / А.П. Белый, О.Б. Исаев, Ю.И. Матросов и др. М.: Металлургиздат, 2005. - 182 с.

60. Снижение осевой ликвации в непрерывнолитой заготовке путем микролегирования / О.В. Носоченко, О.Б. Исаев, JI.C. Лепихов и др. // Металлург.2003.-№6.-С. 45-46.

61. Сотников A.A., Терлецкий C.B., Марушкевич В.Э. Системы мягкого обжатия на МНЛЗ и их влияние на качество макроструктуры заготовок // Сталь.- 2011. -№2. С. 17-19.

62. Маточкин В.А, Стеблов А.Б., Олейниченко A.B. Идея мягкого обжатия как способ управления усадочными и ликвационными процессами при затвердевании непрерывнолитых заготовок // Литье и металлургия. 2003. -№1. - С. 37-40.

63. Нарц X., Келлер С., Штахельбергер К. Новаторские решения и практические результаты технологии непрерывного литья слябов // Черные металлы. -Ноябрь 2003 г.-С. 34-38.

64. Казачков Е.А., Федосов A.B. Особенности образования осевой ликвации в непрерывнолитом слябе // В1СНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХН1ЧНОГО УН1ВЕРСИТЕТУ. 2006. - Вип. № 16. - С. 1 - 5.

65. Самойлович Ю.А. Влияние мягкого обжатия на структуру непрерывноли-тых слябов // Металлург. 2009. - №2. - С. 60 - 64.

66. Schwerdtfeger К. Influence of solidification rate on the microsegregation and interdendrite precipitation of manganese-sulphide inclusions in a steel containing manganese and carbon. Archive f. d. Eisenhuttenwesen. - 1970. - Bd. 41. - H.9.- S. 923 937.

67. Grill R., Schimböck R., Stachelberger C. Voest-alpine Grobblech GmbH &Co KG A World-Class Producer of heavy Plates for Highest-Quality Line Pipe Grades, Proceedings of the Continuous Casting and Hot-Rolling Conference 2004,- Linz/Austria.

68. Jungreithmeier A., Grill R. Metallurgie und Walztechnik zur Erzeugung sauer-gasbeständiger Röhrenbleche bei voestalpine Stahl GmbH in Linz, BHM, 148 Jg. (2003),-Heft 11.

69. Heigl G. Herstellung von Blechen für längsnahtgeschweißte Rohre, BHM, 153 Jg. (2008), Heft 1.

70. Brammer M. Plate mill upgrades for high strength products, Millennium Steel (2008).

71. Производство слябов толщиной 355 мм для изготовления толстых листов для нефтегазовой промышленности / Р. Ходник, X. Фюрст, П. Пеннерштор-фер, X. Ленгауеэр // Черные металлы. 2008. -№ 10.-С.30-35.

72. Воронов В.Ф., Паршин В.М., Ларин A.B. К вопросу производства непре-рывнолитых слябов большой толщины // Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия». 2010. - Вып 12. - С. 39 -44.

73. Развитие сталеплавильного производства в ОАО «ММК» / Б.А. Дубровский, Ю.А. Бодяев, A.B. Сарычев, O.A. Николаев, Д.В. Юречко // Труды десятого конгресса сталеплавильщиков. М.: ОАО «Черметинформация», 2009. -С. 5-8.

74. Освоение комплекса внепечной обработки стали и МНЛЗ №6 ОАО «ММК» / Б.А. Сарычев, Ю.А. Чайковский, O.A. Николаев и др. // Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия». -2011.-№2.- С. 42-45.

75. Мошкунов В.В., Казаков A.C. Освоение мягкого обжатия непрерывноли-того слитка на MHJ13 №6 в ККЦ ОАО «ММК» // Тезисы докладов XI международной научно-технической конференции молодых работников Магнитогорск: ОАО «ММК», 2011. - С. 29 - 31.

76. Ввод в эксплуатацию одноручьевой слябовой MHJ13 №6 в кислородно-конвертерном цехе ОАО «ММК» / Сарычев Б.А., Прохоров C.B., Казаков А.С., Юречко Д.В., Мошкунов В.В. // Черные металлы. 2012. - №6. -С. 47-49.

77. Мошкунов В.В., Столяров А.М., Казаков А.С. Методика создания эффекта «искусственного раздутия» непрерывнолитых заготовок // Литейные процессы: Межрегион, сб. науч. тр. Магнитогорск: МГТУ, 2011. - Вып. 10. -С. 64-68.

78. Математическое моделирование процесса «мягкого обжатия» непрерыв-нолитой заготовки / Н.А. Юровский, Л.В. Буланов, А.А. Смирнов, В.Ю. Авдонин // Труды седьмого конгресса сталеплавильщиков. М.: Черметинфор-мация, 2003. - С. 665 - 668.

79. Парфенов Е.П., Буланов Л.В., Авдонин В.Ю. Разработка алгоритма динамического слежения за концом лунки жидкой фазы на участке мягкого обжатия // Труды седьмого конгресса сталеплавильщиков. М.: Черметинформа-ция, 2003.-С. 619-623.

80. Uralmash-Metallurgical Equipment Ltd Mathematical modeling for the design of continuons casting machines / Leonid V. Boulanov, Evgeni P. Parfenov, Nikolai A. Yurovsky and T.G. Khimich // Millenium Steel. 2004. - S. 169 - 172.

81. Юровский H.A., Буланов Л.В. Расчетный анализ влияния параметров непрерывной разливки на порообразование слитка // Сталь. 2005. - №9. -С. 14-17.

82. Борисов В. Т. Теория двухфазной зоны металлического слитка. М.: Металлургия, 1987.-224 с.

83. Мошкунов В.В., Столяров A.M., Казаков A.C. Анализ влияния параметров технологии мягкого обжатия на качество макроструктуры непрерывно-литых слябов // Литейные процессы: Межрегион, сб. науч. тр. Магнитогорск: МГТУ, 2011.- Вып. 10. - С. 84 - 90.

84. Кнотек М., Войта И., Шефц И. Анализ металлургических процессов методами математической статистики. М.: Металлургия. - 1968. - 212 с.

85. Мошкунов В.В., Столяров A.M., Казаков A.C. Определение длины лунки жидкого металла в непрерывнолитых слябах из трубной стали с использованием эффекта «искусственного раздутия» заготовки // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2012. - №1 (37). - С. 24 - 26.

86. Опыт эксплуатации новой одноручьевой слябовой MHJ13 с вертикальным участком / Прохоров C.B., Сарычев Б.А., Казаков A.C., Мошкунов В.В., Столяров A.M. // Сталь. 2012. - №7. - С. 9 - 11.

87. Мошкунов В.В., Столяров A.M., Казаков A.C. Снижение осевой химической неоднородности трубной стали в результате мягкого обжатия непре-рывнолитого сляба // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2012. - №2 (38). -С. 24-25.1. MS Siemag AG VEZ

88. Dynamic Cooling Simulation for Continuous Castingroject MMK trand: 9 Thick. -Width2938 mm 2 600.0 mm1. Heat ID 0000.000chem.Analysis used ( 0.07 Steel Grade K601. Cast Temp. Liquidus1542 15161.65) 1.00 0.89 0.94 1.00 Time 00:54:53

89. Fixedside Loose.Fixed. Loose.Fixed.

90. End 146 77146 77 1348 1219 993 980tatus: offline, command input Casting к = 24.0 fl =140 120 И 0080to to œ с -i: оjz401.0

91. Рисунок ПА.2 Данные из динамической системы управления по опыту В1. SMS Siemag AG VEZ

92. Dynamic Cooling Simulation for Continuous Casting

93. Project MMK Strand: 9 Thick. -Uidth2500 205Q.0ram ram1. Heat ID 0000.000chern. Analysis used ( 0.10 Steel Grade D32 Cast Temp. 1544 °C50 3435 2325 . It§25 2Ssegll-151.quidus

94. Mould Uater Entry Temperature 32. Delta Temperature 7. Spray Uater Entry 28. Spray Schedule 111.oseside Center Border Ring 128§ 60segl 111 54 22seg2 t 81 3916 seg2 b 49 23®H| seg3-4 seg5-6 seg7-85C 3C >C6.41. Fixedside Cent.Bord.1520 °C

95. Mould Level Solidification Shell ram0.94) 0.97 0.40 Time1. Cast Speed 1, 1 1.061 1.00 01:28:21 00 ra/rain 001000 mm Vmax : 1.21m/min 27855. ram Temperature °C Core Mean Surface Set1.ose, .Fixed. Loose .Fixed

96. End 125, .00125, ,00 1304 1200 1020 997

97. Status: offline, command input1. Casting1. Fraction Liquidшммнншшшшшшманмнинмннмпмнпk = 23.7 Solidification length: 27.86 mfl= 1.0 0.80.80 40.2 0.0

98. Рисунок ПА.4 Данные из динамической системы управления по опыту D