Работы было предложено два альтернативных варианта переработки отходов и доказана возможность их технического осуществления в условиях ОАО «Тагмет»
| Вид материала | Документы |
- Положение Об организации утилизации и переработки бытовых и промышленных отходов, 89.39kb.
- Отрицательное воздействие на атмосферный воздух твердых бытовых отходов. Комина, 44.63kb.
- «О создании отечественной индустрии переработки и утилизации отходов. Шаг первый: консолидация, 107.55kb.
- Проект Постановления Правительства РФ вариант Комитета Государственной Думы по собственности, 135.03kb.
- Аналитическая записка по обращению с твердыми бытовыми и промышленными отходами, 582.24kb.
- Аналитическая записка по обращению с твердыми бытовыми и промышленными отходами, 603.31kb.
- Кудян Сергей Георгиевич Название проекта Разработка и изготовление комплекса первичной, 18.08kb.
- Владимир Федорович Степанов. Ему передаю микрофон. Степанов. Здравствуйте господа., 861.95kb.
- Технология переработки отходов рти и автопокрышек б/у пиролизом, 23.15kb.
- Стоимость полного варианта работы 1700 руб, 803.33kb.
Секция № 1
АГЛОМЕРАЦИОННОЕ, ДОМЕННОЕ И СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО. СТРУКТУРА МАТЕРИАЛОВ И ИХСВОЙСТВА
ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ В УСЛОВИЯХ ОАО «ТАГМЕТ»
Мамонов А. Н.
ОАО «Таганрогский металлургический комбинат»
Котельников Г. И.
Московский государственный институт стали и сплавов
(Технологический университет)
В данной научно-исследовательской работе был выполнен физико-химический анализ процесса восстановления железа и других элементов из оксидов, содержащихся в промышленных отходах (окалине прокатного производства и пыли ДСП), при помощи компьютерной программы термодинамического моделирования металлургических процессов «ГИББС».
На основании аналитического обзора литературы по теме работы было предложено два альтернативных варианта переработки отходов и доказана возможность их технического осуществления в условиях ОАО «Тагмет».
Было проведено технико-экономическое сравнение предложенных вариантов переработки отходов, на основании которого был рекомендован наилучший вариант.
Валковый измельчитель
Некрасов Н.С.
ООО «Уралмаш-МО»
В период развития производства для измельчения губчатого титана широко использовали щековые дробилки, применяемые в горном оборудовании, в которых материал подвергался преимущественно сжатию. Постоянный рост требований к качеству и повышение пластичности губчатого титана привели к необходимости разработки специализированных дробилок, таких, как дисковые и конусные, которые учитывали специфику свойств губчатого титана. После разрушения в этих дробилках у материала резко выражены деформации среза и сжатия.
Применение таких дробилок позволило значительно повысить технико-экономические показатели процесса измельчения, уменьшить выход переизмельченного губчатого титана (менее 2мм) и окисленного до цветов побежалости металла.
Валковый измельчитель входит в состав технологической линии по измельчению блоков губчатого титана на «СМЗ» г. Соликамск. Валковый измельчитель предназначен для измельчения кусков губчатого титана, полученных на первой стадии измельчения, с помощью пресса послойной резки. Процесс измельчения происходит за счет встречного вращения рабочих валков с разными угловыми скоростями, губчатый титан разрушается при сложном напряженном состоянии с резко выраженными деформациями среза.
Форма и геометрия ножей, полученная в результате экспериментальных и опытных данных, позволяет увеличить производительность и качество получаемого измельченного материала.
Исследования работы загрузочных устройств
агломерационных машин
Истомина Т.В., Скачкова С.С.
ООО «Уралмаш – МО»
Малыгин А.В., Дмитриева Е.Г.
УГТУ-УПИ
Одним из важнейших условий получения агломерата с высокими физико-химическими свойствами является качественное формирование слоя шихты при загрузке ее на спекательные тележки агломашин.
Качество распределения слоя загружаемой шихты определяется распределением компонентов шихты по высоте и величиной насыпной массы слоя.
В большинстве существующих загрузочных устройств требуемое распределение частиц по крупности и химическому составу достигается путём сегрегации шихты и неизбежно сопровождается увеличением её насыпной массы. Уплотнение слоя ухудшает его газопроницаемость и снижает эффективность процесса спекания.
С целью улучшения качества загрузки были проведены промышленные исследования работы загрузочных устройств различных конструкций.
В результате проведённых работ были получены зависимости качественных показателей загрузки от конструктивных и режимных параметров устройств, позволившие разработать управляемые конструкции устройств, обеспечивающих требуемую сегрегацию без переуплотнения слоя и максимально адаптированных к конкретным шихтовым условиям.
Определение технических показателей плавки стали в современной дуговой электросталеплавильной печи
Смирнов Ю.С.
ОАО «Ленгипромез»
Михайловский В.Н.
СПбГПУ
В рыночных условиях работы металлургических предприятий при проектировании возникают трудности с получением технологических заданий от научно-исследовательских организаций.
В связи с этим очевидна необходимость привлечения для определения технических показателей постоянно совершенствующегося производства, математических методов и средств их использования, на основе теоретических представлений современных технологических процессов.
В докладе изложены основные положения методики расчета технических показателей плавки стали в современной мощной дуговой электросталеплавильной печи. Методика используется в практической деятельности ОАО «Ленгипромез».
В зависимости от состава и количества задаваемых исходных материалов металлошихты методика позволяет определить: расход материалов металлошихты (металлический лом, жидкий и твёрдый чугун, синтиком, окатыши) в любом их сочетании, количество вводимых углеродсодержащих и шлакообразующих материалов, количество и составы шлака и дымовых газов, расходы природного газа, кислорода и электрической энергии, а также продолжительность токового и бестокового периодов плавки.
В заключении представлена таблица фактических показателей существующих современных дуговых электросталеплавильных печей в сопоставлении с данными, полученными расчетным путем по предлагаемой методике. Как следует из представленной таблицы, расчетные данные, полученные по предлагаемой методике, имеют хорошую сходимость с практическими показателями работы мощных дуговых электросталеплавильных печей.
Программное обеспечение методики реализовано на основе пакета электронных таблиц MS Excel в среде MS Windows.
Исследование причин нестабильного угара легирующих элементов при выплавке высоколегированных сталей и сплавов в условиях ОАО «МЗ «Электросталь»
Троянов Б.В., Буцкий Е.В.
ОАО «МЗ «Электросталь»
Котельников Г.И., Кулиш Р.С., Съемщиков Н.С.
Московский государственный институт стали и сплавов
(Технологический университет)
При плавке, легировании и последующей обработке высоколегированных сталей и сплавов в печи, либо вне печи особое значение имеет поведение элементов, обладающих повышенным сродством к кислороду. При производстве этого класса сталей используются обычно дуговые и индукционные печи. В настоящее время кроме дуговых печей переменного тока в промышленности применяются дуговые печи постоянного тока. Условия плавки металла в этих печах могут сильно отличаться по уровню развития фоновых окислительных процессов и соответственно по степени окисления легирующих элементов и основы сплава за счет поступления кислорода из атмосферного воздуха, шлака и футеровки.
Целью настоящей работы было, сравнительное исследование угара легирующих элементов при выплавке стали в открытых дуговых и индукционных печах. В результате анализа массивов промышленных плавок было показано, что угар легирующих при выплавке высоколегированных сталей в индукционных печах и дуговых печах постоянного тока существенно ниже, чем при плавке в дуговых печах переменного тока. Оценены соответствующие фоновые потоки кислорода в металл в ходе плавки, выпуска и разливки. Предложены мероприятия по уменьшению потоков кислорода и снижению угара дорогостоящих легирующих элементов.
Исследование поведения титана при производстве стали 08Х20Н9Г7Т
Троянов Б.В., Муруев С.В., Буцкий Е.В.
ОАО «МЗ «Электросталь»
Котельников Г.И., Толстолуцкий А.А.
Московский государственный институт стали и сплавов
(Технологический университет)
При производстве сварочной проволоки Ø5мм из стали 08Х20Н9Г7Т в ряде случаев наблюдается пониженное усвоение титана. В связи с этим, целью настоящей работы было исследование факторов, влияющих на поведение титана в ходе выплавки, разливки и кристаллизации стали.
Сталь выплавляли в 0,5т индукционной печи. Выплавка производилась с применением отходов собственной марки и титаносодержащих отходов подходящего состава. Металл разливали сверху в слиток Ø500 кг в атмосфере аргона. После ковки слитка металл прокатывали на промежуточное сечение, а потом на проволоку.
В ходе анализа результатов плавок были сформированы две возможные причины, вызывающие пониженную степень усвоения титана:
1. Окисление титана в ходе легирования металла в индукционной печи, а также в процессе выпуска и разливки стали.
2. Образование нитридов титана в ходе разливки и кристаллизации стали.
Сравнение данных опытных плавок с результатами термодинамических расчетов показывает, что угар титана при выплавке стали 08Х20Н9Г7Т может происходить по двум вышеуказанным механизмам – окислению и нитридообразованию.
С целью повышения степени усвоения титана и стабилизации его концентрации в условии индукционной плавки предложено изменить порядок присадки легирующих материалов и обеспечить более надежную защиту металла от взаимодействия с воздухом.
Методы эффективного снижения газов в металле и получения регламентированного содержания азота
Бондарчук А.А.
ОАО «Оскольский электрометаллургический комбинат»
В 2004 - 2005 году на ОАО «ОЭМК» с целью снижения массовой доли водорода в жидком металле проведена замена установки порционного вакуумирования на установку циркуляционного вакуумирования стали.
Разработанная технология производства стали по схеме ДСП – АКОС – УЦВС - УНРС позволила достичь содержания массовой доли водорода после вакуумирования менее 1 ppm, а в промежуточном ковше менее 2,5 ppm.
При внепечной обработке стали с регламентированным содержанием азота, было отмечено снижение его содержания в металле при вакуумировании на установках циркуляционного вакуумирования стали, что не наблюдалось на вакууматорах до реконструкции. В связи с этим, продувка металла азотом через фурму перед вакуумированием потеряла смысл и была исключена. Легирование стали по содержанию азота полностью производилось путем ввода порошковой проволоки с наполнителем «марганец азотированный» в процессе обработки на АКОС.
Снижение массовой доли азота при вакуумировании делало невозможным производство ряда марок стали с заданной полосой прокаливаемости или регламентированной массовой долей азота по схеме ДСП – АКОС – УЦВС - УНРС. При проведении исследовательской работы установлено, что среднее удаление массовой доли азота при вакуумировании составило 40 % отн., но на некоторых плавках значительно отличалось от него.
Для освоения сортамента с регламентированным содержанием азота работа по данному направлению продолжается. В настоящей момент освоена выплавка двух марок стали с массовой долей азота 0,013 % – 0,018 % и водорода не более 3 ppm. При этом корректировку массовой доли азота производят вводом порошковой проволоки с наполнителем «марганец азотированный» после вакуумирования, перед передачей плавки на разливку.
Также проводились исследования по вакуумированию металла в среде азота, но получены неоднозначные результаты (нестабильное усвоение азота).
АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОКАЛИВАЕМОСТЬЮ СЛОЖНОЛЕГИРОВАННЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ ПО ХОДУ ВЫПЛАВКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АГРЕГАТА “КОВШ-ПЕЧЬ”
Шамшурин П.А., Зинченко С.А., Махнев М.И.
ОАО «Ижсталь»
Рациональный выбор конструкционных сталей при проектировании прочных и надежных машин, агрегатов и сооружений подразумевает обязательный учет всего комплекса технологических свойств сталей, в том числе – прокаливаемости. Опыт отдельных заводов отечественного машиностроения, а также зарубежный опыт свидетельствуют о том, что назначение стали, в связи с ее прокаливаемостью позволяет получить значительный технико-экономический эффект. В связи с этим в последние годы перед металлургическим производством остро стоит задача обеспечения узких полос прокаливаемости конструкционных легированных сталей.
Одним из основных критериев, определяющих прокаливаемость, является химический состав стали.
В работе проведена оптимизация и корректировка метода расчета основных показателей прокаливаемости, изложенного в ASTM A255, в метод расчета введены дополнительные множители, характеризующие комплексное влияние титана, алюминия, азота, кислорода. Относительное отклонение между расчетными значениями прокаливаемости при применении нового метода расчета и фактически измеренными данными не превышает 10%. Требуемая норма прокаливаемости стали достигается за счет комбинирования концентраций легирующих элементов в пределах марочного состава с точки зрения степени влияния каждого элемента на прокаливаемость и стоимости легирующего элемента.
Годовой экономический эффект от внедрения данной ресурсосберегающей высокотехнологичной схемы производства конструкционных сталей составит 7,74 млн. рублей.
Производство высококачественной стали с применением технологии рафинирования расплава в промежуточном ковше при непрерывной разливке металла в условиях Конвертерного производства ОАО_“НЛМК“
Себякин С.В., Хороняк В.Н., Елфимов В.Н., Б.Н. Тонких
ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат»
В рамках мероприятий повышения качества выплавляемой стали на ОАО_“НЛМК“ проведена работа по опробованию опытно-промышленной технологии рафинирования стали в промежуточном ковше в процессе непрерывной разливки. В ходе проведения работы по результатам холодного моделирования были выявлены недостатки существующей технологии разливки стали и предложены методы корректирующего воздействия, направленные на изменение потоков расплава в ковше за счет установки рафинирующих элементов оптимальной конструкции (определена по результатам моделирования для условий разливки на радиальных УНРС конвертерного цеха №2).
При реализации данной технологии в условиях производства низкоуглеродистой стали (08Ю, 08пс, DC01) отмечено снижение отсортировки готового проката по дефектам металлургического производства в среднем на 0,15% абс. на всем объеме переработки, при этом на тонком листе (менее 0,6 мм) произошло снижение данного показателя в 2,2 раза.
Полученные результаты явно свидетельствуют об эффективности применения данной технологии, а также правильном выборе места расположения и конструкции рафинирующих элементов (фильтрационные перегородки) в промежуточном ковше УНРС.
Исследование тепломассообменных процессов в кристаллизаторе МНЛЗ в условиях ЭСПЦ ОАО ОЭМК
Бурьянов Е.В., Меркер Э.Э.
ОАО «Оскольский электорометаллургический комбинат»
Процесс тепломассообмена в кристаллизаторе определяет важнейший технологический показатель — производительность машины непрерывного литья заготовок.
Анализ тепловой работы МНЛЗ осуществляют на основе расчета статей теплового баланса при различных производственных условиях.
Целью исследования является определение зависимости показателей процесса теплопередачи и затвердевания слитка от режимных и технологических факторов разливки.
В работе разработана математическая модель тепловой работы кристаллизатора. На основе модели разработана программа расчета на ЭВМ. В результате исследования установлены зависимости:
1) зависимость теплового потока и его плотности от скорости разливки;
2) зависимость коэффициента теплоотдачи от стенки кристаллизатора к воде от скорости вытягивания и среднеарифметического значения температуры стенки и воды;
3) зависимость толщины корочки слитка от времени пребывания металла в кристаллизаторе;
4) зависимость температуры поверхности слитка на выходе из кристаллизатора от скорости, для разных марок сталей.
Производительность МНЛЗ можно повысить за счет увеличения скорости вытягивания, при соответствующих показателях теплообмена и оптимизации технологических показателей процесса непрерывной разливки.
Исследование влияния теплофизических свойств сталей на параметры мягкого обжатия непрерывнолитых слитков
Стрелецкий Г.Ю., Смирнов А.А.
ООО «Уралмаш- МО»
Тягунов Г.В.
УГТУ –УПИ
В связи с предстоящим промышленным внедрением технологии мягкого обжатия была поставлена задача изучить теплофизические свойства металла, участвующего в формировании осевой химической неоднородности слитка. Необходимость проведения работы вызвана тем, что к настоящему времени еще не разработана законченная теория дендритной ликвации слитка.
Объектом исследования были выбраны широко распространенные в промышленном производстве низколегированные трубные марки стали и низкоуглеродистая сталь 08Ю. Свойства исследовали на образцах металла, взятых от слябов, отлитых на УНРС №1 - 5 ОАО “Северсталь”.
В работе произвели исследование теплофизических свойств данных марок стали с использованием методов дифференциального термического анализа, термоэлектрометрии и металлографии.
Результаты исследования, показали, что представляется возможным адекватно моделировать процессы кристаллизации происходящие в непрерывнолитых слитках в конце зоны затвердевания.
Выявлено влияние небольших добавок ниобия на усиление дендритной ликвации в конце зоны затвердевания слитка. Сделаны выводы о необходимости экспериментального определения теплофизических свойств марок стали, подвергающихся мягкому обжатию.
Благодаря полученным результатам был произведен расчет параметров мягкого обжатия для исследованных марок стали.
«Реконструкция АСУ ТП и автоматизированных электроприводов УНРС №2 конвертерного производства ОАО «Северсталь»»
Тафлевич М.Л.
ООО «Уралмаш- МО»
В 2003 году фирмой «Уралмаш – Металлургическое оборудование» начат проект реконструкции УНРС №2, в конце 2005 года была проведена полигонная отладка шкафов управления и программного обеспечения, которая позволила уменьшить продолжительность пуско-наладочных работ, с января 2006 года начались подготовительные работы на «Северстали», с августа 2006 года – пуско-наладочные работы. И 11 сентября 2006 года была разлита первая плавка. В короткий срок взамен существующей УНРС была спроектирована, изготовлена и запущена в работу новая машина следующего поколения.
В ходе реконструкции полностью заменены механическое, гидравлическое, электрическое оборудование и технические средства АСУ ТП УНРС №2 с внедрением новых систем, таких, как «мягкое обжатие», гидравлический механизм качания кристаллизатора, перестраиваемый по ширине во время разливки кристаллизатор, устройство быстрой смены стаканов, динамическое вторичное охлаждение и другие. Кроме «Уралмаш – МО», в реконструкции участвовали многие российские и иностранные фирмы, такие, как Дата-Центр, Техноап, Rexroth, Interstop, Corus, Sarclad и другие.
Применение промышленных контроллеров увеличивает надежность работы УНРС. С помощью системы визуализации можно получать всю актуальную информацию о машине и легко ей управлять. Применение уровня 2, на котором реализованы алгоритмы «мягкого обжатия» и динамического вторичного охлаждения, повышает качество выпускаемых заготовок. После реконструкции УНРС №2 является машиной нового поколения за счет применения новых алгоритмов управления, последних научных разработок и современной техники.
Влияние химического состава стали на качество и макроструктуру непрерывнолитой заготовки
Мартынов П.Г., Таланов О.П., Зинько Б.Ф.
ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина»
При всей современной значимости непрерывной разливки стали вопросы обеспечения качества литой заготовки и ее поверхности в ряде случаев остаются проблемными, особенно при производстве проката ответственного назначения. За счет оптимизации химического состава стали и обеспечения структурной однородности формирующегося слитка пораженность дефектами снижается.
Проведена выплавка и непрерывная разливка в слябы стали марки S355 по EN 10025 с пониженным (0,07%) содержанием углерода, в которую для обеспечения требуемого уровня механических свойств введены ниобий и ванадий. Достигнуто улучшение макроструктуры и снижение количества продольных трещин в 3,9 раза (0,45 шт/сляб против 1,76), поперечных трещин на 17% .
Освоение производства кузнечных слитков с экономичной прибыльной частью
Коврижных А.В., Шведов Д.П., Акчибаш А.О., Баландина Н.А.
ООО «Камасталь»
C ростом стоимости стали на внешнем и внутреннем рынках возникла потребность в повышении технологического выхода годного (ТВГ), который для слитков спокойной стали, разливаемой в изложницы на заводах Российской Федерации, достаточно низок и составляет примерно 62-68% от общей массы слитка. ТВГ можно повысить за счет применения теплоизоляционных и экзотермических материалов высокой эффективности.
Производство поковок является наиболее рентабельной и стратегической позицией предприятия, поэтому мероприятия, связанные с повышением эффективности изготовления кузнечных слитков имеют приоритетное значение.
При создании экономичной прибыли использовались следующие основные теоретические положения:
- Поверхность прибыльной части слитка должна быть минимальна, поэтому она имеет цилиндрическую форму.
- Для футеровки прибыльной надставки необходимо использовать современный прогрессивный материал с низким коэффициентом теплопроводности.
- Использование в качестве утепляющей смеси современных материалов, обеспечивающих получение минимальной глубины усадочной раковины.
При проведении опытов на 10-тонных слитках получены следующие результаты:
- Технология производства слитков с экономичной прибыльной частью успешно внедрена в производство, так как проста в её практическом применении
- Получено улучшение качества слитков, в частности его внутренней структуры.
- Экономическая эффективность применения оценивается максимальным увеличением выхода годного 8,9% для 10-тонного слитка
Влияние металлургических факторов на водородное охрупчивание низколегированных трубных сталей
Буржанов А.А., Коструба С.В., Филиппов Г.А., Чевская О.Н.
ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина»
Водородное охрупчивание все больше привлекает к себе внимание эксплуатационных служб трубопроводов в связи с тем, что во всем мире увеличивается количество аварий на трубопроводах, вызванных водородным охрупчиванием. В последние годы до 30 аварийных разрушений магистральных газопроводов ежегодно возникают по причине водородного охрупчивания.
Механизм явления стресс-коррозии, до сих пор является предметом дискуссии. В качестве двух основных моделей растрескивания рассматриваются анодное растворение металла в вершине трещины и локальное водородное охрупчивание. По-видимому, действие обоих механизмов возможно на разных этапах повреждения поверхности трубы.
Для выявления влияния структурного фактора на сопротивление водородному охрупчиванию при одном химическом составе в лабораторных условиях с помощью термомеханической обработки были смоделированы различные структурные состояния на промышленной стали 09Г2ФБ и исследовано влияние этого фактора на склонность стали к водородному охрупчиванию.
Проведено ранжирование исследуемых промышленных сталей по их склонности к водородному охрупчиванию и выполнен анализ полученных результатов по испытаниям трубных сталей в различных структурных состояниях: нормализованном (Н), горячекатаном (ГК), после контролируемой прокатки (КП).
Влияние морфологических особенностей феррита на свойства малоперлитной низколегированной стали контролируемой прокатки
Науменко А.А., Пемов И.Ф.
ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина»
Якушев Е.В.
ОАО «Уральская Сталь»
ОАО «Уралсталь», созданное на базе Орско-Халиловского Металлургического комбината, являлось традиционным поставщиком штрипсов категории прочности К52 – К56. В связи с возрастающими требованиями потребителей к штрипсу перед специалистами ФГУП ЦНИИчермет им. И.П. Бардина и ОАО «Уралсталь» была поставлена задача разработать технологию производства стали для изготовления труб большого диаметра категории прочности К60.
Исследования проводились на промышленных плавках стали марки 10Г2ФБЮ.
Одним из эффективных методов упрочнения толстолистового проката является контролируемая прокатка, которая обеспечивает комплекс высоких прочностных и пластических свойств за счет получения мелкого зерна. Разработка технологического процесса производства стали высоких категорий прочности является сложной задачей, поскольку предполагает проведение поиска в многофакторном пространстве «химический состав – технология – структура – свойства». Для уменьшения объема необходимых эмпирических данных в металловедении сформулирована следующая идея: химический состав и технология создают структуру, структура определяет свойства.
В работе представлены результаты исследования влияния температурно-деформационных параметров контролируемой прокатки на морфологические особенности феррита стали класса прочности Х70(К60), и соответственно на механические свойства.
В работе выявлены количественные взаимосвязи между морфологическими особенностями феррита (степень вытянутости ферритных зерен и их объемная доля) и комплексом механических свойств. Определена критическая температура прокатки, ниже которой механические свойства выходят за пределы требований технических условий. Определен интервал температур, в котором появляется деформированный феррит (степень вытянутости не более 1,5), но не оказывает значительного влияния на механические свойства. Определена критическая степень деформированности (вытянутости) феррита (примерно 1,5) больше которой, механические свойства выходят за пределы требований технических условий.
Исследована дислокационная структура деформированного феррита со степенью вытянутости 1,5 – 2,5.
По результатам исследования скорректирована разработанная технология производства штрипса класса прочности Х70. По заказу ОАО «ЧТПЗ» произведено и отгружено более 20 тыс. тонн штрипса.
Анализ влияния химического состава на свойства буровой стали 14ХН3МА
Урин А.С., Муруев С.В., Кабанов И.В., Сидорина Т.Н., Римкевич В.С.
ОАО «МЗ «Электросталь»
В настоящее время на рынке металлопродукции сформировался большой спрос на буровые марки стали типа 14ХН3МА, это связано с бурным развитием металлоёмкой ресурсодобывающей промышленности. Из-за жёсткости условий эксплуатации изделий из данных марок сталей к ним предъявляется ряд высоких требований по многим показателям качества, таким как: качество поверхности, макроструктура, неметаллические включения, комплекс механических свойств, прокаливаемость. Одной из важнейших проблем обеспечения качества при производстве металлопродукции из данных сталей является трудность получения одновременно прокаливаемости и ударной вязкости в регламентированных пределах.
Целью данной работы являлось изучение влияния технологических факторов производства на получение прокаливаемости и ударной вязкости в заданных пределах (на примере 14ХН3МА).
1. Выявлено, что основным фактором, определяющим уровень прокаливаемости и ударной вязкости в процессе выплавки и дальнейшего передела является химический состав.
2. Определены степени влияния отдельных элементов на указанные свойства. Доказано взаимоисключающее действие элементов, обладающих наибольшим влиянием.
3. Разработаны рекомендации по химическому составу, соблюдение которых позволило гарантированно получать прокаливаемость и ударную вязкость в заданных пределах.
4. Годовой экономический эффект за счет снижения отбраковки по указанным свойствам составил более 500000 руб.
Исследование распределения физико-механических и электромагнитных свойств электротехнической изотропной стали
Дегтев С.С., Чеглов А.Е.
ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат»
Божков А.И., Титов Е.В.
Липецкий государственный технический университет
Представлены результаты исследований распределения электромагнитных и физико-механических свойств электротехнической изотропной стали (ЭИС), проведенных в промышленных и лабораторных условиях Производства динамной стали (ПДС) ОАО «НЛМК». Обработано более 100 экспериментальных партий ЭИС 2,3,4 групп легирования приблизительно одного размера (ширина 1025-1030 мм, толщина 0,48-0,50 мм), которые прошли полный технологический цикл обработки.
Установлено, что основными причинами возникновения неравномерности свойств по длине холоднокатаных полос являются детерминированные составляющие в технологических процессах обработки, вносимые целенаправленно (заложены в нормативно-техническую документацию) либо случайным образом (аварийные ситуации, неправильно скорректированные режимы - человеческий фактор и т.п.).
Среди основных причин возникновения неравномерности свойств по ширине полос выделены технологические параметры, вызывающие изменение деформационных и температурных условий, в свою очередь, приводящих к неоднородности структуры, текстуры металла.
Процесс формирования неравномерности свойств в готовых полосах носит выраженный «наследственный» характер.
ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ НЕФОРМОВАННЫХ ОГНЕУПОРОВ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Угненко К.В., Титов В.В., Мурат С.Г., Вещунов А.В.
ОАО «Тулачермет»
В настоящем проекте рассмотрены вопросы применения современных огнеупорных материалов для футеровки шахт доменных печей торкретированием, желобов литейного двора, в сталеплавильном производстве. Отмечено, что огнеупорные материалы фирмы «Beck u. Kaltheuner» успешно применяются на ряде металлургических предприятий. Многообразие составов масс позволяет выбирать для каждого агрегата необходимую для него индивидуальную огнеупорную футеровку. Достигнуты высокие показатели по стойкости масс на ОАО “Тулачермет”. Продукция соответствует мировым стандартам и экологически безопасна.
В работе были затронуты вопросы использования современных огнеупорных материалов в ОАО “Тулачермет” и на других, включая зарубежные предприятия, показаны достигнутые результаты, возможные пути дальнейшей оптимизации по сокращению удельных затрат масс и совместного сотрудничества в будущем в использовании новых материалов и технологий.
Изучен опыт работы, технология и оборудование применения неформованных огнеупоров для доменного и сталеплавильного производств.
Опыт реконструкции МНЛЗ ОАО "ВТЗ". Реализованные решения и результаты
Морозов В.В., Масный В.В.
ОАО «Волжский Трубный завод»
Шапиро А.В.
ОАО «АХК ВНИИМЕТМАШ имени акад. А.И. Целикова»
1. Оборудование ЭСПЦ ОАО «ВТЗ».
Электросталеплавильный цех ВТЗ пущен в работу в 1990 году. В составе цеха две дуговых сталеплавильных печи (ДСП) ёмкостью 150 тонн, две установки печь – ковш для внепечной обработки стали, вакууматор, три установки непрерывной разливки стали (разливка ведётся с применением стопоров и погружных стаканов). Производительность цеха по проекту при работе двумя печами составляет – 1 100 тыс. тонн в год. В настоящее время при работе одной печью производительность – 800 тыс. тонн в год.
2. Непрерывная разливка стали.
Уменьшение длительности плавки в ДСП и увеличение объёмов производства непрерывно-литой заготовки сечений - круг 150,190мм, потребовало снижения времени разливки стали этих сечений, т.е. увеличения скорости разливки, которая по проекту соответствовала 2,5 м/мин. При этой скорости продолжительность разливки составляла 130мин -135мин.
Модернизация МНЛЗ-1, проведённая в ноябре - декабре 2005г, по проекту фирмы СМС «Демаг» позволила увеличить производительность МНЛЗ-1 с 450 тыс. тн/год до 650 тыс. т/год (по проекту). За счет реконструкции удалось увеличить максимальную скорость разливки с 2,5м/мин до 3,3м/мин и повысить качество непрерывно-литой заготовки.
Для достижения более высоких требований к скорости разливки и качеству заготовки были выполнены следующие работы:
- заменены кристаллизаторы с конусной гильзой на кристаллизаторы с параболической гильзой. Длина кристаллизатора увеличена с 700мм до 800мм.
- изменены зоны вторичного охлаждения и установлена дополнительная 4-я зона охлаждения.
- машины газокислородной резки заменены на более современные, что позволило увеличить скорость реза заготовки, добиться оптимального позиционирования резака на кромке заготовки перед началом реза.
- увеличена скорость перемещения столов холодильников – установлена более производительная гидростанция, заменены исполнительные гидроцилиндры (время цикла перемещения одной заготовки сокращено с 50 сек. до 25 сек.).
- заменены механизмы качания кристаллизаторов с рычажного механизма на механизм рессорного типа, что позволило уменьшить амплитуду качания кристаллизатора с 4мм до 3мм и увеличить частоту качания кристаллизатора, что в свою очередь уменьшило глубину отпечатков качания кристаллизатора и улучшило поверхность заготовки.
- установлена система электромагнитного перемешивания металла в кристаллизаторе, что привело к увеличению зоны равноосной кристаллизации и улучшению качества макроструктуры металла.
- изменена гидравлическая схема управления правильно-тянущими клетями. До реконструкции МНЛЗ, управление ПТК осуществлялось по рядам клетей (регулировалось одновременно по 4шт ПТК), после модернизации гидравлического привода появилась возможность регулировать каждую клеть в отдельности. Кроме того, в схеме реализована возможность компенсации веса ПТК гидравликой, благодаря чему стало возможным достигать овальности НЛЗ – не более +/-2мм.
3. В результате модернизации МНЛЗ-1 достигнуто:
- Сокращена продолжительность разливки НЛЗ сечений 150мм, 190мм, 228мм до 85-95мин. (за счёт увеличения максимальной скорости разливки), благодаря этому уменьшено накопление стальковшей с металлом на участке внепечной обработки стали и соответственно уменьшена длительность внепечной обработки, что в свою очередь привело к экономии огнеупоров и ферросплавов.
- Улучшено качество внутренней структуры металла – центральная пористость, осевая химическая неоднородность, ликвационные полосы, осевые ликвационные полосы не превышают 1-го балла - Улучшено качество поверхности заготовки – сокращено количество отбраковки НЛЗ по шлаковым включениям, наплывам, плёнам, рискам (задирам), трещинам, газовым пузырям. Кривизна заготовки не превышает 3мм/м, достигнута овальность заготовки +/-3мм.
- Уменьшена аварийность разливки НЛЗ малых сечений (Ø150,190мм)
4. Трудности, возникшие в ходе отработки технологии разливки стали после модернизации МНЛЗ-1.
После запуска МНЛЗ-1 в эксплуатацию возникли четыре основные проблемы:
4.1 Подвисание слитка в кристаллизаторе и прорывы металла при разливке среднеуглеродистых сталей.
4.2 Прорывы металла под кристаллизатором из-за ужимины при разливке низкоуглеродистых сталей. Повышенная отбраковка НЛЗ по трещинам и сопутствующим им ужиминам.
- Большое количество ремонта дефектов поверхности НЛЗ.
- Повышенный износ погружных стаканов при применении электромагнитного перемешивания.
5. Пути решения проблем возникших при вводе МНЛЗ-1 в эксплуатацию.
Для решения этих проблем потребовалось:
5.1 Доработать технологию охлаждения заготовки в зоне вторичного охлаждения.
5.2 Подобрать шлакообразующие смеси для кристаллизатора. При вводе в экплуатацию УНРС-1 для низкоуглеродистого сортамента использовали ШОС с высокой вязкостью для уменьшения теплопроводности от стали к гильзе кристаллизатора, в настоящий момент подобрана ШОС с высокой основностью ( что также уменьшает теплопроводность) но с низкой вязкостью, что уменьшает риск подвисания и прорыва при колебаниях уровня металла в кристаллизаторе.
5.3 Подобрать оптимальное положение уровня металла в кристаллизаторе при разливке для всего марочного состава, в соответствии с усадкой металла в кристаллизаторе.
5.4 Подобрать оптимальное положение катушек ЭМП на кристаллизаторе, оптимальную частоту и ток электромагнитного перемешивания.
- Для сокращения отбраковки НЛЗ по трещинам и ужиминам, а также прорывов вследствие ужимин на сортаменте сталей с содержанием углерода С=0,08-0,20% – проведены работы по подбору оптимального хим.состава сталей внутри марочных пределов.
- Для увеличения серийности, сокращения времени разливки и уменьшения ремонта НЛЗ установлены гильзы конструкции ВНИИМЕТМАШ в кристаллизаторы конструкции СМС Демаг.
Мероприятия, перечисленные в пунктах 5.1-5.5 привели к сокращению отбраковки НЛЗ с 4,9% до 1,11% но не привели к значительному увеличению серийности и сокращению количества ремонта при производстве НЛЗ сечением Ф150мм. Также пришлось ограничить максимальную скорость разливки с 3,3м/мин до 3,0 м/мин из-за нестабильной разливки стали при скорости 3,1-3,3м/мин.
Для решения проблем низкой серийности и для уменьшению объёмов зачистки НЛЗ, совместно со специалистами ВНИИМЕТМАШ было принято решение по установке в кристаллизатор производства фирмы СМС Демаг гильзы, разработанной институтом.
Проведены испытания, в ходе которых было отмечено высокое качество поверхности заготовки, макроструктуры и принято решение продолжить работу с использованием модернизированных кристаллизаторов.
За период работы с использованием гильз ВНИИМЕТМАШ получены следующие результаты:
- Сокращено количество прорывов металла, прорывы из-за гильзы – отсутствуют;
- Увеличена серийность разливки;
- Сокращена длительность разливки;
- Показатели макроструктуры - центральная пористость, осевая химическая неоднородность, ликвационные полосы, осевые ликвационные полосы не превышают 1-го балла;
- Получена возможность дальнейшего сокращения длительности разливки (разлита плавка с высокой скоростью разливки – до 3,5м/мин);
- Значительно сокращено количество ремонта НЛЗ по трещинам, шлаковым включениям, ужиминам.
6. В заключение приводятся выводы по работе и перспективы развития производства.
СНИЖЕНИЕ УГАРА МЕТАЛЛА ПРИ ВЫПЛАВКЕ СТАЛИ В ДУГОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧАХ
Шишимиров М.В.1, Сосонкин О.М.1, Петров А.А.2, Горюнова О.А.1,
Кондратюк Н.В.1
1 Московский государственный вечерний металлургический институт
2 ОАО «Северсталь»
Объем выплавки стали в ДСП увеличивается опережающими темпами. На современном этапе развития электросталеплавильного производства в высокомощных ДСП средней и большой вместимости (50–150 т) выплавляют жидкий полупродукт для сталей углеродистого и низколегированного сортамента, а сталь легированного и высоколегированного сортамента выплавляют в печах средней и малой вместимости (3–25 т), как правило, по классической технологии с проведением восстановительного периода. На основании данных плавильных карт выполнены расчеты тепловых балансов плавок стали в ДСП–10 и ДСП–150. Установлено, что основным источником тепла при выплавке стали в печи малой вместимости является электрическая энергия, а в печи большой вместимости – тепло, за счет протекания экзотермических реакций окисления элементов расплава, в первую очередь железа. В настоящее время угар металла становится одним из основных сдерживающих факторов дальнейшей интенсификации плавки, причем его интенсивность в зоне продувки кислородом в несколько раз выше, чем под дугами. Для снижения угара металла при выплавке стали различной вместимости предложено: 1) осуществлять продувку металла кислородом с погружением и перемещением неохлаждаемых частей сопел продувочных устройств; 2) принудительно охлаждать зоны контакта кислородных струй с металлом и зоны горения электрических дуг; 3) проводить интенсивное перемешивание металла.
Совершенствование технологического процесса производства отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом в условиях ОАО «ЭЗТМ»
Пономарева А. В.
ОАО «Электростальский завод тяжелого машиностроения»
Высокопрочный чугун (ВЧ) с шаровидным графитом сравнительно новый конструкционный материал, но благодаря сочетанию технологических и механических свойств, завоевал всеобщее признание и широкое распространение во всем мире.
За последние несколько лет на заводе ОАО «ЭЗТМ» уделяют особое внимание развитию производства отливок из ВЧ с шаровидным графитом. В настоящее время освоен и внедрен в производство ковшевой метод получения ВЧ с шаровидным графитом (МДС - процесс).
Работа по развитию технологии производства отливок из ВЧ ведется по следующим направлениям:
- Разработан и внедрен технологический процесс изготовления изложниц из ВЧ, получаемого методом «МДС-процесс» с заменой обычных прибылей на экзоприбыли.
- Производится изменение конструкции изложниц (изготовление термоуравновешенных изложниц) из ВЧ.
Производство чугуна с шаровидным графитом методом МДС – процесс больше пригодно для производства отливок больших масс. Для производства отливок из ВЧ малых масс более целесообразно и экономически выгодно применять метод внутриформенного модифицирования.
На данный момент в условиях завода проводятся опытные работы по внедрению внутриформенного модифицирования (Inmold - процесс) в производство. Результаты проведенных работ показали удовлетворительные результаты по химическим и механическим свойствам полученного ВЧ с шаровидным графитом.
Планируется освоение данного метода получения отливок из ВЧ с шаровидным графитом и окончательное внедрение в производство. Рассматриваются варианты использования ваграночного и индукционного чугуна для производства ВЧ с шаровидным графитом методом внутриформенного модифицирования. Планируется производство термоуравновешенных изложниц массой 3.5 т до 16 т и перевод парка изложниц стандартной конструкции на термоуравновешенные изложницы.
Выбор типа конструкции МНЛЗ и оценка тепловой работы зоны кристаллизации МНЛЗ для литья круглых заготовок
Шапиро А.В., Ганкин В.Б., Смоляков А.С., Шифрин И.Н.
ОАО «АХК ВНИИМЕТМАШ имени акад. А.И. Целикова»
Данилов В.Л., Зарубин С.В.
МГТУ им. Н.Э. Баумана
При выполнении работ по выработке основных технических решений по реконструкции блюмовой МНЛЗ-3 на ГУП «Белорусский металлургический завод» с целью литья круглых трубных заготовок диаметром 200, 160 и 140 мм, необходимо было оценить преимущества и недостатки различных вариантов исполнения.
Первый вариант – с сохранением существующей технологической линии МНЛЗ:
- прямой кристаллизатор;
- вертикальный участок направляющих роликов;
- зона плавного изгиба;
- радиальный участок R10000 мм;
- зона плавного выпрямления.
Второй вариант – с радиальной технологической линией МНЛЗ:
- радиальный кристаллизатор R12500 мм;
- радиальная роликовая проводка R12500 мм;
- двухточечное выпрямление слитка R12500- R15770.*
В связи с этим в ОАО «АХК ВНИИМЕТМАШ» был выполнен расчёт по выбору типа конструкции МНЛЗ-3 на ГУП «БЕЛОРУССКИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ЗАВОД».Также проведён расчёт теплового сопротивления газового зазора и корочки формирующейся непрерывнолитой круглой заготовки. Это позволило проанализировать поведение непрерывнолитой заготовки в верхней части кристаллизатора. Полученные результаты учтены при проектировании гильз кристаллизаторов для разливки круглых заготовок различных сечений.
Полученные результаты и выводы учтены при проектировании узлов МНЛЗ.
О МОДИФИЦИРОВАНИИ СЕРОГО ЧУГУНА МАРКИ СЧ 30 ДЛЯ ОТЛИВОК «КЛИН ФРИКЦИОННЫЙ»
Чайкин А.В.
МГТУ им. Н.Э. Баумана
ОАО « Чебоксарский агрегатный завод» освоил производство отливок «клин фрикционный» из чугуна марки СЧ 30. Микроструктура чугуна должна иметь перлитную металлическую основу с равномерно распределёнными включениями пластинчатого или частично завихрённого графита. На двух поверхностях отливки не допускается присутствие цементита.
Основной целью данного исследования явилось разработка рекомендаций по исключению данного вида брака на основе анализа качественных показателей чугуна. Статистическая обработка анализов 367 плавок чугуна показала, что качественные показатели чугуна достаточно однородны, и имеют нормальное распределение, но, вместе с тем, склонность к отбелу чугуна высокая.
Произвели регрессионный анализ. Анализ уравнений регрессий показал, что решение проблемы появления цементита в отливках изменением химсостава и температуры металла невозможно, так как при этом не сохранится уровень требуемых механических свойств. Для решения задачи изменили технологию модифицирования. Вместо ферросилиция ФС75 использовали более эффективный смесевой комплексный модификатор МК, производимый Смоленским региональным отделением Российской ассоциации литейщиков. МК представляют собой смесь порошков углерода и кремния.
Основное отличие порошков заключается в том, что они получены физико-химическим путем, поэтому часть компонентов находится в ультрадисперсном состоянии. Высокая дисперсность резко увеличивает модифицирующую способность и живучесть смеси.
Промышленные испытания подтвердили эффективность замены. Опытные отливки не имели в структуре цементита. Статистическая обработка 60 плавок чугуна после внедрения новой технологии модифицирования показала, что мех. свойства и химсостав чугуна практически не изменились. Вместе с тем склонность к отбелу расплава резко уменьшилась. Брак по отбелу в отливках был исключен.
Годовой экономический эффект от замены модификатора чугуна составил 1 128 000 рублей.
Раскислительная способность элементов на фоне неконтролируемых экзопотоков кислорода
Черепнев А.С. Котельников Г.И.
Московский государственный институт стали и сплавов
(Технологический университет)
Из многолетней практики известно, что основу качества стали составляет отработанная рациональная технология раскисления. Также известно, что при раскислении металла в течение некоторого времени после присадки раскислителей скорость поступления кислорода в сталь резко увеличивается. В промышленных условиях раскислительная способность элементов снижается, т.е. реально достигаемая концентрация кислорода значительно выше равновесной. Это вызвано, прежде всего, вторичным окислением стали, происходящим в результате взаимодействия системы «металл–шлак» с кислородом из различных источников, т.е. неконтролируемыми экзопотоками кислорода в металл.
В работе приведены данные по раскислительной способности алюминия и кальция при раскислении стали ШХ15 в ковше вместимостью 10 тонн и алюминия при раскислении шлака по ходу внепечной обработки среднеуглеродистой стали в ковше вместимостью 80 тонн. Показано, что фактическая концентрация кислорода превышает равновесную в 2-3 раза. В работе также приведены данные по влиянию различных способов раскисления системы «металл-шлак» на уровень экзопотоков кислорода, вызывающих вторичное окисление стали.
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ОКИСЛЕННОСТЬ КОРДОВОЙ СТАЛИ
Бизюков П. В,.Казаков С. В.
Московский государственный институт стали и сплавов
(Технологический университет)
Несмотря на отсутствие технических условиях на производство кордовой требований по содержанию растворенного кислорода, именно содержание кислорода в металле определяет количество неметаллических включений, состоящих главным образом из оксидов, а, следовательно, и качество кордового металла [1].
Проанализировав информацию о поведении кислорода на всей технологической цепочке (ДСП, установка доводки металла, печь–ковш, RH-вакууматор) установили, что максимальный прирост содержания кислорода наблюдается во время выплавки стали в печи, а максимальное снижение — в процессе выпуска, при вводе раскислителей. Кроме того, имеет место большой разброс величин окисленности металла перед выпуском [2, 3].
Современный процесс выплавки стали в дуговой печи предусматривает большое количество воздействий на ванну (продувка кислородом, вдувание углеродсодержащих материалов для вспенивания шлака и т.д., скачивание первичного шлака, донное продувка металла аргоном), многие из которых могут оказывать влияние на распределение кислорода в ванне. В силу своей многофакторности процесс распределения кислорода является нестабильным, что в дальнейшем затрудняет достижения требуемых качественных показателей.
Таким образом, задача предполагает разработку мер по стабилизации технологии выплавки стали.
В ходе исследования было показано, что окисленность металла определяется, главным образом составом шлака в окислительном периоде плавки.
Были проанализированы зависимости окисленности металла от различных технологических факторов (состав шихты, расход технологических газов, состав шлака в различные периоды плавки и т.д.), установлены значимые факторы и разработана модель, описывающая связь между окисленностью металла и технологическими факторами.
Применение разработанной модели для управления процессом выплавки кордовой стали позволит стабилизировать и снизить разброс величины окисленности металла перед выпуском, а, следовательно, получить готовый металл большей чистоты по неметаллическим включениям.