Внепечная обработка жидкой стали

Внепечная обработка жидкой стали инертными газами производится с целью дегазации металла, снижение неметаллических включений, стабилизации химического состава и температуры металла по всему объему ковша. Установка продувки жидкой стали инертными газами оборудована механизмом для перемещения продувочной фурмы в вертикальном и горизонтальном направлении и приспособлением для присоединения трубопроводов инертного газа к фурме. Подача инертного газа производится из баллонов через редуктора. С целью защиты оголенного металла от вторичного окисления используется газо-конусная защита с автономным подводом газа.

Ковш с жидким металлом устанавливается под установку продувки инертными газами на поддон. Ковш с металлом устанавливается таким образом, чтобы ось ковша совпадала с осью погружной фурмы, а стопор ковша располагался с противоположной от фурмы стороне. Расстояние от уровня металла до верхней кромки ковша должно быть не менее 200мм. Подача инертного газа начинается за 5-7 секунд до начала погружения фурмы в жидкий металл. При погружении и выводе фурмы из металла давление инертного газа должно быть не менее 3-4 бара. Глубина погружения фурмы на 2/3 высоты фурмы. Расстояние до дна ковша должно быть не менее 300мм. При сгорании фурмы на 50 %, необходимо произвести замену фурмы. Температура металла в ковше перед продувкой, в зависимости от длительности продувки, должна быть на верхнем пределе для данной марки стали или перегрета на 30-40 °С. Падение температуры металла при продувке инертными газами составляет 10 °С в минуту при давлении газа 5 бар. Для получения положительных результатов по содержанию неметаллических включений и газов в стали, продолжительность продувки должна быть не менее 5 минут с последующей выдержкой металла в ковше после продувки не менее 5 минут. Для снижения температуры металла продолжительность продувки должна быть не менее 1 минуты. Инертные газы (водород или азот) должны иметь чистоту не менее 99,95 %, т.е. с минимальным содержанием влаги (не более 0.0085 г/м³), кислорода и углеводородов.

По окончании времени продувки, осуществляется подъем фурмы и отключение подачи газа. Нужно замерить температуру металла и, при соответствии температуры, подать ковш с жидким металлом на разливку. Осмотреть фурму и, при необходимости, заменить ее. Осмотреть установку, проверить наличие газа в баллонах, подготовить к приему следующей плавки.

Разливка металла производится сифоном и сверху. Изложницы должны иметь гладкую внутреннюю поверхность и тщательно обработанные торцы для плотного сопряжения с надставками и поддончиками. Наличие крупной сетки разгара, выбоин, раковин и трещин не допускается. Толщина стенок должна быть одинаковой по всему периметру. При подготовке к разливке на дно изложницы укладывается металлическая пробка. Температура изложниц и поддончиков перед сборкой должна быть в пределах 80-120 °С. При разливке металла сверху применять окраску изложниц кузбасским лаком. Окраску внутренней поверхности изложниц кузбасским лаком произвести при помощи пульверизатора. Корпус прибыльной надставки перед футеровкой очистить от скрапа и окалины и проверить на отсутствие дефектов. Футеровка представляет собой постоянную часть и слой обмазки. Постоянная часть футеровки состоит из одного слоя шамотного кирпича по ГОСТ 8691-73, уложенного на ребро по отношению к боковой поверхности прибыльной надставки. После футеровки надставки следует просушить в течение 2-3 часов. Признаком просушенной надставки является прекращение выделения пара. Для получения плавного перехода от тела слитка к прибыли, нижний край обмазки необходимо тщательно закруглить гладилкой. Перед установкой на изложницы нижний торец надставки тщательно очищают от огнеупорной массы и скрапа.

Установку поддонов производить строго горизонтально (по уровню). Температура поддона перед наборкой должна быть не менее 100 °С. Сифонный припас (звездочки, стаканчики, пролетные и концевые трубки), предназначенные для наборки поддона, должен быть сухим и не иметь сколов и трещин. Наборку поддонов начинают с укладки на подину из сухого песка или, просеянных через сито с ячейкой 3мм, отходов, образующихся при разборке поддонов. При укладке четного количества ручьев (2,4), сифонные кирпичи со смазанными буртиками укладывают одновременно в два противоположных канала поддона, начиная со звездочки. Каждый кирпич притирают к ранее уложенному. В торцы ручьев закладывается по половинке нормального кирпича, и оба ручья одновременно заклиниваются. Зазоры между сифонным кирпичом и поддоном засыпают, просеянным через сито, сухим песком или отходами. Засыпку тщательно трамбуют, и швы заливают 25-30 % водным раствором сульфитно-спиртовой барды.

Подготовленные изложницы необходимо установить на поддончик устойчиво, строго вертикально. Между поддончиком и изложницей уложить асбестовый шнур. При установке изложниц запрещается ударять изложницей о поддон и центровую.

Разливка производится в кузнечные слитки развесом 6,5 тонны. Металл в изложнице поднимается "чистым зеркалом" или с дробленой пленой. Смазка изложниц кузбасским лаком применяется в основном при разливке конструкционных марок стали 20ХН3А, 20Х2Н4А, 40ХН2МА и др. При разливке углеродистых, инструментальных и некоторых конструкционных марок стали используются шлаковые смеси: известково-криолитная, бестопливная шлаковая смесь (зольно-графитовая). Расход шлаковых смесей составляет 3-3,5кг на тонну жидкой стали. Шлаковые смеси подаются в изложницу перед разливкой в плотных трех четырехслойных бумажных мешках. Время наполнения изложницы металлом до прибыли составляет 5,5-6 минут. Время наполнения прибыли должно быть ориентировочно не менее 50 % от времени наполнения тела слитка. Разливку металла контролирует непосредственно мастер плавильного участка, который наблюдает за поверхностью поднимающегося металла в изложнице и командует скоростью наполнения металла в изложнице. При наполнении изложницы необходимо избегать заворотов корочки и подкипания металла у стенок изложницы.

Сифонная разливка стали позволяет в широком диапазоне регулировать скорость наполнения слитка. Нормальной скоростью разливки считают такую скорость, при которой металл поднимается спокойно, без всплесков. После наполнения 2/3 прибыльной надставки, на поверхность металла засыпают часть утепляющей смеси и продолжают разливку с малой скоростью. После окончания разливки засыпают оставшуюся часть утепляющей смеси. Отбор пробы металла производить при входе металла в прибыльную часть и сокращения скорости струи.

Существенное влияние на качество слитков оказывает режим охлаждения. По режимам охлаждения все стали делятся на три группы: 1 группа - стали, в которых при охлаждении не возникают существенных внутренних напряжений - углеродистые, некоторые инструментальные, хромоникелевые стали аустенитного класса типа 12Х18Н10Т. Выгрузку из изложниц данных марок стали можно производить через 4,5-5 часов после окончания разливки. В условиях ЛЦ ОЗММ к этой группе относятся следующие выплавляемые марки стали: 08; 10-25; 17ГС; 12Х18Н9-10(Т).

2 группа - стали, требующие медленного охлаждения в интервале температур 600-900 °С. К ним относятся большинство инструментальных и быстрорежущих марок стали (ХВГ, Х12М, Р18 и др.), отдельные конструкционные и нержавеющие хромистые марки стали. В условиях ЛЦ ОЗММ к этой группе относятся следующие выплавляемые марки стали: ст.35-50; 35ХМ; 38ХМ; 40Х; 38ХГН; 40ХН; 5ХНМ; ст.58-85; 60-65Г. Выгрузку из изложниц данных марок стали производить через 24 часа после окончания разливки.

Стали марок 25Х1МФ; 20ХН3А; 20Х2Н4А; 40ХН2МА; 20-40Х13 после выдержки 4,5-5 часов отправлять горячим садом в изложницах в кузнечный цех для посадки в нагревательные печи.

3 группа - хромоалюминиевые марки стали (Х23Ю5А и др.) в интервале температур 800-900 °С после разливки передаются горячим садом в кузнечный цех.

Углеродистые, низколегированные и высокомарганцовистые марки стали разливаются по литейным формам. Разливка металла по формам является одним из основных процессов, от которого зависит качество отливок. Заливка форм металлом производится из сталеразливочных стопорных ковшей, транспортируемых мостовыми электрокранами. Формы отливок со встряхивающих машин заливаются на рольгангах, а крупные формы с ручной формовки (передние и задние стенки ковшей экскаваторов) – на плацу. Ковши с металлом передаются тележкой в формовочное отделение крупного литья. Учитывая необходимость параллельно литья из различных марок стали и для возможности разливки без задержки на литейных линиях, предусмотрены накопительные рольганги.