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

На заводах США практикуется разливка.полуспокой­ ной стали в изложницы с волнистыми стенками [31] Отмечается, что замена такими изложницами гладкостенных способствовала некоторому снижению объема зачистки слябов [176]. Сообщалось, что некоторое уве­ личение расхода изложниц (вследствие уменьшения стойкости) на одном из заводов ФРГ при переходе на разливку полуспокойной стали в изложницы с волнисты­ ми стенками компенсировалось увеличением выхода год­ ного проката [53]. Применение уширенных книзу излож­ ниц с волнистыми стенками получило некоторое распространение на отечественных металлургических предприятиях (ММК, КМК, заводы им. Ильича, Черепо­ вецкий, им. Дзержинского, Макеевский, Енакиевский, Челябинский) для слитков массой 8—22 т.

Как уже отмечалось, в практике зарубежных метал­ лургических заводов, особенно США, нашли широкое применение бутылочные изложницы для разливки .кипя­ щей стали с целью уменьшения химической неоднород­

ми) данными о влиянии способа и скорости разливки на структуру слитка и качество проката из полуспокойпой стали на ряде металлургических заводов СССР проведе­ ны исследования по повышению скорости наполнения

мальная степень раскисленности полуспокойного метал­ ла ограничена требованием обязательного искрения ме­ талла после наполнения изложниц на протяжении не ме­ нее 10 с. Однако это не гарантирует от образования в слитке, особенно в верхней его части, подкорковых пу­ зырей, которые могут быть источником образования рва­ нин на поверхности раскатов. Если длительность искре­ ния металла превышает 40 с, то возможно образование подкорковых пузырей, не удаляемых при нагреве и про­ катке слитков, по всей высоте. В связи с этим на практи­ ке основным видом дефектов слябов из полуспокойной стали при разливке ее сифоном с обычной скоростью (0,25—0,35 м/мин) являются, даже при оптимальной степени раскисленности, рванины от вскрывшихся при

нагреве подкорковых пузырей. Слябы с этими дефектами составляли около 70% от общего количества слябов, нуждающихся в зачистке (для сравнения приведены данные для спокойной стали) [165]:

В том числе, %:

срванинами от продольных и поперечных

во время наполнения изложниц, составило 0,0134'—0,171 %. Увеличение скорости разливки в исследованных пре­ делах (0,1—0,8 м/мин) привело к значительному умень­ шению размеров подкорковых пузырей и ширины зоны их расположения (рис. 19, 20). Толщина здоровой корки практически не изменялась с увеличением скорости раз­ ливки и составила не более 1 мм по всей высоте слитка. При скорости разливки ~0,8 м/мин ширина пораженно­ го пузырями коркового слоя не превышала 3—4 мм, что позволяло даже при прокатке листовых слитков, как правило, избежать на раскате дефектов, связанных со вскрытием пузырей вследствие их удаления с окалиной,

52

тов. При нормальной величине головной обрези, которая не должна превышать 5%, заготовки нуждались в за­ чистке. Отсутствие надлежащего адъюстажа, а также машин для огневой зачистки металла в потоке, что

поперечных трещин

характерно для заводов с сифонной разливкой стали, предопределило тенденцию к улучшению качества по­ верхности раскатов слитков путем повышения степени раскисленности стали. Это увеличивало вероятность пе­ рераскисления и получения в связи с этим увеличен­ ной головной обрези.

53

ного увеличения их пораженное™ рванинами от трещин. При скорости разливки 0,35—0,45 м/мин наблюдались не только наименьшее количество дефектных слябов, но и минимальный расходный коэффициент металла на блю­ минге и брак на первом переделе (табл. 10).

Увеличение скорости разливки требовало соответ­ ственного понижения температуры металла. Как пока­ зано ниже, уменьшению пораженности слябов продоль­

к полному устранению трещин на слитках, т. е. не могло компенсировать недостаточное понижение температуры металла при увеличении скорости разливки.

При исследовании влияния скорости сифонной раз­ ливки полуспокойной стали на структуру корковой зоны слитка и качество поверхности раската, проведенном на

0,80 м/мин было достигнуто путем уменьшения числа из­

Изучение структуры коркового слоя, проведенное по угловым темплетам после глубокого травления и про­ дольным разрезам слитков, показало, что длина подкор­ ковых пузырей и ширина их зоны при этом заметно уменьшились (табл. 12).

54

Слитки, отлитые с увеличенной скоростью, характе­ ризовались меньшей головной обрезью на блюминге и лучшим качеством поверхности верхней трети раскатов крупного фасонного профиля (двутавровая балка

№30—55, уголок размером 200X200X20 мм, швеллер

№16—30). Проведенные на заводе «Азовсталь» исследо­ вания показали целесообразность увеличения скорости сифонной разливки полуспокойной стали до 0,8 м/мин.

Завод им. Петровского является типичным представи-

55

телем заводов, осуществляющих прокатку сравнительно крупных профилей (швеллер № 22—24, балка № 20—22) из слитка квадратного сечения массой 5,2 т без промежу­ точного нагрева заготовки, что исключает возможность ее зачистки перед прокаткой на готовый профиль. В этих условиях наличие грубых дефектов на головной части раската неизбежно приводит к увеличению головной обрези или брака.

Как показано ниже, увеличение скорости разливки полуспокойной стали Ст. Зпс с 0,29 до 0,48 м/мин и на этом заводе позволило существенно снизить брак прока­ та по рванине от пузыря.

на горизонтах 25,50 и 90% от верха. Однако на горизон­ те, соответствующем 5% от верха слитка, размеры пузы­ рей не зависели от скорости наполнения изложниц.

Высокая оптимальная скорость сифонной разливки (0,7—0,8 м/мин), полученная на заводах «Азовсталь» и им. Петровского по сравнению с данными Коммунарского завода, объяснялась более низкой температурой металла на выпуске, другой конфигурацией сечения слитка (квадратный вместо листового) и меньшей его массой (5—7 вместо 8,5—12,5 т).

Дальнейшие исследования показали, что при разлив­ ке сифоном и сверху со скоростью 0,8 м/мин, при которой имелась возможность сравнить оба способа, наблюдался одинаковый характер расположения подкорковых пузы­

56

качество поверхности слитка полуспокойной стали ско­

заводе была проведена серия опытных плавок стали Ст.Зпс с разливкой сверху через стаканы диаметрами 45, 50, 60 и 70 мм. Линейная скорость разливки изменя­ лась от 0,74 до 1,88 м/мин.

Сталь раскисляли в ков­ ше. Корректировку раскис­ ленное™ во время наполне­ ния изложниц проводили только на отдельных плав­ ках алюминием в количестве 10—40 г/т. Температура ста­ ли на выпуске составляла 1560—1610° С.

Опыт производства этих плавок подтвердил преиму­ щества разливки стали свер­ ху по сравнению с сифонной: сокращение времени на под­ готовку составов для разлив­ ки примерно в два раза, уве­ личение выхода годного бла­ годаря отсутствию центро­ вых и литников на 0,8%,

исключение потерь металла вследствие прорывов, воз­ можность использования двухстопорных ковшей, сокра­ щение продолжительности разливки на 15—45 мин (в за­ висимости от диаметра стакана*).

В табл. 13 приведены данные о количестве дефектных слябов и характере дефектов на опытных плавках в за­ висимости от температуры металла на выпуске и для сравнения соответствующие данные за этот же период для обычных плавок, разлитых сифонным способом.

При увеличении диаметра стакана без соответствую­ щего снижения температуры на выпуске, что имело ме­ сто при проведении этой серии плавок, количество де­ фектных слябов увеличилось в основном за счет рванин от продольных и поперечных трещин (группа I ) . Вместе с тем на раскатах слитков после удаления головной об-

57

Т а б л и ц а 13. Сравнение качества слябов при разных способах разливки

рези не было обнаружено рванин, связанных со вскрыти­ ем подкорковых пузырей.

При температуре выпуска < 1600°С (группа II) ко­ личество дефектных слябов и брак на первом переделе находились на одном уровне с соответствующими пока­ зателями для стали, разлитой за этот же период при­ вычным для завода сифонным способом (группа I I I ) . На отдельных плавках (при отсутствии перегрева металла) трудоемкость зачистки слябов при разливке полуспокой­ ной стали сверху оказалась несколько ниже, чем при сифонной, так как площадь участков, пораженных рва­ нинами от трещин, была, как правило, меньше, чем участков, пораженных рванинами от вскрытия пузырей.

Отсутствие на раскатах рванин от подкорковых пузы­ рей свидетельствовало, что повышение скорости разлив­ ки полуспокойной стали позволяет решить задачу улуч­ шения качества поверхности раската.

Это подтверждалось исследованиями по увеличению скорости разливки на Криворожском заводе, где полу­ спокойную сталь обычно разливали сверху со скоростью 0,8 м/мин (через стакан диаметром 35 мм) при темпера­

с гладкими стенками. Средняя скорость наполнения из-

58