книги из ГПНТБ / Шнееров, Я. А. Полуспокойная сталь

Я. А. ШНЕЕРОВ, В. А. ВИХЛЕВЩУК

Полуспокойная С Т А Л Ь

Москва «МЕТАЛЛУРГИЯ» 1973

полуспокойными позволяет увеличить пропускную способность участ­ ков подготовки составов и разливочных пролетов, а применение тех­ нологии закупоривания кипящих сталей не вносит практических из­ менений в организацию работ на этих участках или даже облегчает ее (в условиях химического закупоривания, когда исключается при­ менение крышек).

свойств, главным образом, повышение однородности и хладостойкости. В некоторых случаях замена кипящей стали полуспокойной при­ водит к увеличению выхода годного металла.

Однако в связи с увеличением (примерно вдвое) трудоемкости зачистки промежуточного профиля из слитков полуспокойной стали, отлитых сифонным способом, по сравнению с кипящей, а также вследствие увеличения расхода раскислителей такая замена не всег­ да целесообразна и возможна. Рациональным способом улучшения качества слитков кипящей стали (особенно крупных) является заку­ поривание, которое значительно уменьшает химическую неоднород­ ность и улучшает его структуру, что способствует повышению одно­ родности состава и свойств прокатной продукции. Благодаря умень­ шению размеров пузырей, слитки закупоренной кипящей стали более равномерно прогреваются и меньше оплавляются в колодцах. В ре­ зультате раскат имеет лучшую поверхность, чем раскат из слитков обычной кипящей стали, и трудоемкость зачистки снижается. Таким образом, замена кипящей стали полуспокойной целесообразна только в тех случаях, когда задача получения требуемых свойств готовой продукции не может быть решена путем закупоривания кипящей стали.

В i960 г. в СССР было произведено около 0,8 млн. т полуспо­ койной стали, что составило всего около 1,4% от общейвыплавки стали

4

на предприятиях черной металлургии. Рациональная технология ее производства не была разработана, так как не были установлены закономерные связи между параметрами технологии, структурой слитка, качеством стали и свойствами готового проката, а также не был разработан способ контроля технологии производства полуспо­ койной стали, обеспечивающий получение требуемой структуры слит­ ка. Был весьма ограничен и сортамент марок полуспокойной стали.

Недостаточная изученность физико-механических и служебных свойств полуспокойной стали не позволила без проведения исследо­ ваний определить возможные области ее применения, установить не­ обходимую технологию ее производства и рациональный химический состав. Вследствие этого во многих отраслях народного хозяйства отсутствовали конкретные указания по применению полуспокойных сталей в конструкциях, машинах и изделиях.

Объем производства полуспокойных сталей в СССР значительно увеличился (рис. 1) и в 1970 г. превысил 11,0 млн. т. Однако доля полуспокойной стали в общем балансе потребления металлопроката в народном хозяйстве СССР еще недостаточна и может быть значи­ тельно увеличена (табл. 1).

Вышеприведенные данные показывают, что благодаря освоению и широкому внедрению полуспокойной стали вместо спокойной доля последней в общем объеме производства стали на металлургиче­ ских предприятиях в 1960—1970 гг. не увеличилась, несмотря на по­ вышение требований к свойствам металла и отказ от использования проката из кипящей стали.

Исследования по разработке рациональной технологии произ­ водства, улучшению свойств, созданию новых марок полуспокойных сталей и определению сферы их применения, а также работы по внед­

сталь», Коммунарским, Криворожским, Макеевским, им. Петровского с участием ведущих институтов отраслей потребления—ЦНИИ строи­ тельных конструкций, Н И И бетона и железобетона, Всесоюзного на­ учно-исследовательского института сельскохозяйственного машино­ строения. В дальнейшем к этим работам были привлечены Институт

5

войны. Сталь раскисляли ферромарганцем и небольшим количеством алюминия. Во время разливки зеркало ме­ талла в изложнице заливали водой.

Однако только в середине пятидесятых—начале шес­ тидесятых годов на ряде металлургических заводов приступили к разработке технологии и широкому освое­ нию производства мало- и среднеуглеродистых полуспо­ койных сталей [3—17].

На заводе «Азовсталь» с 1955 г. было организовано производство слабораскисленной мартеновской полу­ спокойной стали Ст. 5 для шахтной стойки, а с 1958 г.— также стали М45 для рельсов узкой колеи. Раскисление этих сталей производили только ферромарганцем в ков­ ше [2, 5, 10, 11]. Сталь при разливке (сифонной) вела себя, как перераскисленная кипящая — вяло кипела во время наполнения изложниц и образовывала рослую со «свищами» и наплывами головную часть. Тем не менее головная обрезь при прокатке слитков такой стали на блюминге составила 4—6% (для слитков спокойной ста­ ли 14 —15%). В дальнейшем [18] эти стали начали рас­ кислять 45%-ным ферросилицием (1 кг/т) и алюминием (80—120 г/т) в ковше. В 1960—1963 гг. на этом заводе была разработана и освоена также технология произ­ водства стали Ст. Зпс с раскислением ферросилицием

иалюминием в ковше для крупных фасонных профилей

[5].

Впоследние годы для раскисления полуспокойной стали в ковше на заводе применяют только 45%-ный

7

спокойной стали на блюминге составляла 4—6% против 14 — 15% для спокойной стали [4, 5, 10, I I ] . К 1964 г. на комбинате были дополнительно освоены полуспокойные^стали 08пс, Ст. Зпс и Ст. 4пс с раскислением в ков­ ше по такой же технологии (1 —1,5 кг/т 45%-ного ферро­ силиция и 150 г/т алюминия) для толстого листа, фа­ сонного и сортового проката [19]. С 1968 г. полуспокой­ ные стали всех марок выплавляют с систематическим

изложницы (разливка сверху) осуществлялась коррек­ тировка степени раскисленное™ алюминием (до 80 г/т). В настоящее время на заводе полуспокойные стали ма­ рок Ст.2—Ст.бпс выплавляют в основном в конвер­ терном цехе. Раскисление производят в ковше ферро­ марганцем (3,9—4,6 кг/т), 45%-ным ферросилицием (1,0—1,5 кг/т) и алюминием (0,05 кг/т). Из полуспокой­ ной стали производят толстый лист, фасонный и сорто­ вой прокат.

На Ждановском заводе им. Ильича в 1959 г. освоено производство толстолистовой (9—32 мм) мартеновской полуспокойной судовой стали со степенью раскислен­ ное™ выше нормальной. Раскисление стали производили в ковше 75%-ным ферросилицием и алюминием [5, 10, 12]. В настоящее время на заводе производят полуспо­ койную сталь марок Ст. 2пс—Ст. 5пс для тонкого и тол­ стого листа. Сталь выплавляют в большегрузных мар­ теновских печах и кислородных конвертерах. Раскисле­ ние производят в ковше45%-и 75%-ным ферросилицием (из расчета получения 0,07—0,11% Si в готовом метал­ ле) и алюминием.

В 1961 г. на Магнитогорском металлургическом комбинате начато производство полуспокойной стали марок МСт. 1пс—МСт. бпс для фланцевых профилей,

8

[21]. Сталь раскисляли ферросилицием в ковше из рас­ чета получения содержания кремния в готовом металле 0,07—0,12% (впоследствии эти нормы были уточнены: 0,05-0,10%).

На заводе им. Петровского полуспокойную сталь на­ чали выплавлять в конце 1961 г. [22]. К 1964 г. была освоена технология производства мартеновской (МСт.

В этот же период на заводе были начаты работы по освоению технологии производства полуспокойной стали Св. 08пс и Св. 08Апс с содержанием кремния до 0,07% для сварочной проволоки вместо кипящей стали анало­ гичных марок, для которой из-за высокой химической неоднородности около 30% заготовок использовалось на менее ответственные назначения. Опыт работы завода показал, что все заготовки из слитка полуспокойной стали указанных марок могут быть использованы по прямому назначению.

На Макеевском и Криворожском металлургических заводах [5, 10, 11, 23] в 1959—1963 гг. были проведены работы по разработке норм химического состава и ос­ воению рациональной технологии производства полу­ спокойной стали Ст. 5пс в арматуре периодического профиля диаметром 10—40 мм для железобетонных конструкций. В дальнейшем на этих заводах была внед­ рена также сталь Ст.Зпс для фасонного и сортового проката.

9