Некоторые аспекты организации производства в условиях современного микро-завода

Выполнены исследования процесса перемешивания стали в ковшах малой вместимости. Также исследован процесс непрерывной разливки стали на МНЛЗ, работающих в условиях микро-завода....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2009
Hauptverfasser:	Смирнов, А.Н., Цупрун, А.Ю., Штепан, Е.В., Новикова, Е.В.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України 2009
Schriftenreihe:	Металл и литье Украины
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31532
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Некоторые аспекты организации производства в условиях современного микро-завода / А.Н. Смирнов, А.Ю. Цупрун, Е.В. Штепан, Е.В. Новикова // Металл и литье Украины. — 2009. — № 1-2. — С. 16-20. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-31532
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-315322012-03-10T12:09:41Z Некоторые аспекты организации производства в условиях современного микро-завода Смирнов, А.Н. Цупрун, А.Ю. Штепан, Е.В. Новикова, Е.В. Выполнены исследования процесса перемешивания стали в ковшах малой вместимости. Также исследован процесс непрерывной разливки стали на МНЛЗ, работающих в условиях микро-завода. 2009 Article Некоторые аспекты организации производства в условиях современного микро-завода / А.Н. Смирнов, А.Ю. Цупрун, Е.В. Штепан, Е.В. Новикова // Металл и литье Украины. — 2009. — № 1-2. — С. 16-20. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0497-2627 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31532 621.74.047 ru Металл и литье Украины Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Выполнены исследования процесса перемешивания стали в ковшах малой вместимости. Также исследован процесс непрерывной разливки стали на МНЛЗ, работающих в условиях микро-завода.
format	Article
author	Смирнов, А.Н. Цупрун, А.Ю. Штепан, Е.В. Новикова, Е.В.
spellingShingle	Смирнов, А.Н. Цупрун, А.Ю. Штепан, Е.В. Новикова, Е.В. Некоторые аспекты организации производства в условиях современного микро-завода Металл и литье Украины
author_facet	Смирнов, А.Н. Цупрун, А.Ю. Штепан, Е.В. Новикова, Е.В.
author_sort	Смирнов, А.Н.
title	Некоторые аспекты организации производства в условиях современного микро-завода
title_short	Некоторые аспекты организации производства в условиях современного микро-завода
title_full	Некоторые аспекты организации производства в условиях современного микро-завода
title_fullStr	Некоторые аспекты организации производства в условиях современного микро-завода
title_full_unstemmed	Некоторые аспекты организации производства в условиях современного микро-завода
title_sort	некоторые аспекты организации производства в условиях современного микро-завода
publisher	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
publishDate	2009
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31532
citation_txt	Некоторые аспекты организации производства в условиях современного микро-завода / А.Н. Смирнов, А.Ю. Цупрун, Е.В. Штепан, Е.В. Новикова // Металл и литье Украины. — 2009. — № 1-2. — С. 16-20. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series	Металл и литье Украины
work_keys_str_mv	AT smirnovan nekotoryeaspektyorganizaciiproizvodstvavusloviâhsovremennogomikrozavoda AT cuprunaû nekotoryeaspektyorganizaciiproizvodstvavusloviâhsovremennogomikrozavoda AT štepanev nekotoryeaspektyorganizaciiproizvodstvavusloviâhsovremennogomikrozavoda AT novikovaev nekotoryeaspektyorganizaciiproizvodstvavusloviâhsovremennogomikrozavoda
first_indexed	2025-07-03T11:58:06Z
last_indexed	2025-07-03T11:58:06Z
_version_	1836626882664071168
fulltext	1� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009 УДК 621.74.047 А. Н. Смирнов, А. Ю. Цупрун, Е. В. Штепан, Е. В. Новикова (ГВУЗ «Донецкий национальный технический университет») Некоторые аспекты организации производства в условиях современного микро-завода Выполнены исследования процесса перемешивания стали в ковшах малой вместимости. Также исследован процесс непрерывной разливки стали на МНЛЗ, работающих в условиях микро-завода Рис. 1. Схемы лабораторных установок для имитации процессов дон- ной продувки (а) и электромагнитного перемешивания (б) стали в разли- вочном ковше: 1 – зонд для измерения скорости жидкостных потоков; 2 и 3 – датчики контроля изменения концентрации солевого раствора; 4 – мано- метр; 5 – ротаметр; 6 – ресивер; 7 – компрессор; 8 – центробежный насос; 9 – капиллярная трубка. 1. ( ) ( ) : 1 – ; 2 3 – ; 4 – ; 5 – ; 6 – ; 7 – ; 8 – ; 9 – а б В последние два десятилетия в мировой металлургии обостри- лась конкуренция производите- лей металла при одновременном повышении требований к качеству металлопродукции со стороны машиностроителей. Это обусловило тенденцию модернизации сталеплавильных цехов в соответствии с современными технологическими схемами. Наряду с реконструкцией крупных метал- лургических комбинатов, происходит создание мини- заводов, основным преимуществом которых является гибкое реагирование на запросы рынка [1] как в условиях устойчивого рынка, так и при кризисных проявлениях в мировой экономике. Из общей группы мини-заводов в отдельную категорию выделились так называемые микро-заво- ды [1, 2]. Современный микро-завод, как правило, имеет номинальный годовой объем производства до 100-150 тыс. т, что позволяет предприятию наиболее оперативно реагировать на колебания рынка метал- лопродукции. В то же время реальные объемы производства на определенных временных отрезках могут быть и меньше, что определяется текущей конъюнктурой рынка. При этом в состав сталеплавильного цеха входит дуговая сталеплавильная печь вместимостью 15-30 т, установка «ковш-печь», вакууматор и одно- или двух- ручьевая МНЛЗ. Такие заводы могут решать проблемы оперативно- го снабжения металлопродукции так называемых «неметаллургических» регионов, используя региональ- ный ресурс металлолома. Кроме того, такие комплексы имеют возможность лучше, чем конкуренты обеспечи- вать высококачественной металлопродукцией потребно- сти одного сегмента рынка. В этом случае для того, чтобы стать лидером в своей области, завод должен иметь высокоспециализированное производство и качественный маркетинг. Наряду с широким спектром преимуществ, организация производства в условиях микро-заводов обладает и определенными недостатками, к которым относятся: малая емкость сталеразливочного ковша (15-30 т), которая обусловливает повышенный износ футеровки вследствие воздействия на нее дуг электродов при внепечной обработке; повышенная стоимость продувки металла в ковше, что вызвано высокой удельной долей огнеупоров (продувочного узла) в себестоимости стали; обеспечение работы МНЛЗ микро-завода в условиях довольно широкого диапазона скоростей разливки и малого количества ручьев (1-2) обусловлено необходимостью соблюдения серийности разливки, что приводит к повышению выхода годного металла. Поскольку данные вопросы в настоящее время недостаточно изучены, является актуальным исследование процессов перемешивания металла в ковшах малой вместимости и особенностей разливки на МНЛЗ, работающей в условиях микро-завода. Исследование процесса перемешивания металла в ковшах малой вместимости Главной практической задачей при изучении движения стали в замкнутом объеме ковша является оценка энергосиловых параметров потоков, то есть текущих значений скоростей и давлений в наиболее характерных их областях, а также времени гомогениза- ции перемешиваемой ванны по температуре и химичес- кому составу [3, 4]. Кроме этого, значительный интерес представляет информация о поведении покровного шлака на поверхности жидкого металла во время его перемешивания и характере изменения температурных полей в объеме жидкостной системы в случае зонального подвода к ней тепла. Поэтому план экспериментальных исследований процесса перемешивания стали в ковшах малой вместимости включал несколько этапов. 1�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009 Исследования проводили на лабораторных уста- новках, включавших объемную и плоскую прозрачную модели 20-тонного сталеразливочного ковша, изго- товленные в масштабе 1:5 в соответствии с критериями гидродинамического подобия Фруда и гомохронности. В ходе проводившихся лабораторных экспериментов имитировали продувку жидкой стали в ковше инертным газом через донную пористую пробку, а также электромагнитное перемешивание. В первом случае (рис.1, а), для возбуждения циркуляции модельной жидкости в нее через пористую пробку, вмонтированную в днище модели ковша, под избыточным давлением подавали воздух, поступавший по гибкому шлангу через ресивер от компрессора. Давление воздуха перед пробкой и его расход контролировали по показаниям манометра и ротаметра. Во втором случае циркуляционный контур жидкост- ных потоков, по форме характерный для электромагнит- ного способа перемешивания стали в ковше, обеспечивали за счет использования центробежного насоса, всасываю- щий и нагнетательный, патрубки которого подключали к штуцерам, ввинченным в днище модели ковша на равном удалении от ее боковых стенок (рис. 1, б). Во время моделирования процесса продувки стали через донную пористую пробку расход воздуха изменяли в пределах 0,5-6,0 л/мин, что соответствовало расходу инертного газа в реальных условиях 25-300 л/мин. По мере увеличения расхода вдувавшегося воздуха изменял- ся режим его истечения в перемешиваемую жидкую ванну модели ковша. Строго выраженный пузырьковый режим наблюдали при расходах воздуха, не превышав- ших 1,5 л/мин. Дальнейшее увеличение расхода энер- гоносителя вызывало переход к струйному режиму с формированием замкнутого вихревого потока, воз- действующего на газовый факел, в результате чего последний омывал участок поверхности стенки модели ковша протяженностью 0,6-0,75 глубины жидкой ванны. Одновременно с этим наблюдали оголение ее свободной поверхности в зоне всплытия газовых пузырей вследствие вытеснения ими слоя материала, моделирующего технологический шлак. Увеличение скорости циркулирующей жидкости при моделировании процесса электромагнитного воздействия на расплав способствовало зарождению и существованию отдельных вихрей, постоянно меняющих свое положение и размеры в перемешиваемой ванне. Также был изучен процесс комбинированной продув- ки, при котором перемешивание осуществляли совместно двумя методами: продувкой воздухом через донную пробку с расходами 0,25-2,0 л/мин и электромагнитным способом. При этом потоки направляли навстречу друг другу, что значительно изменяло гидродинамическую обстановку в модели ковша. Встречаясь, два потока разрушались и образовывали переходную зону, в которой гидродинамика потоков значительно отличалась от вышеприведенных способов. Причем расположение зоны контакта зависело от расхода воздуха – при малых расходах эта зона располагалась ближе к продувочной пробке; при увеличении расхода зона контакта смещалась выше к мениску. Для сопоставительной оценки эффективности ус- реднения химического состава перемешиваемой жид- кости, которая обеспечивается моделируемыми способа- ми воздействия на расплав в процессе его внепечной обработки в разливочном ковше, осуществили контроль времени гомогенизации жидкой ванны при различной удельной мощности, затраченной на возбуждения циркуляции потоков. На рис. 2 показаны графики зависимости времени гомогенизации модельной жидкости от затрачиваемой удельной мощности перемешивания при имитации продувки стали инертным газом, электромагнитного воздействия на нее в разливочном ковше и комбинирован- ной продувки. Приведенные графики позволили сделать вывод о том, что эффективность перемешивания, обеспечиваемая данными способами, находится в прямой зависимости от подводимой извне к жидкостной системе энергии. При этом заметная разница в продолжительности процесса гомогенизации модельной жидкости, проявляющаяся при малой удельной мощности перемешивания, практически нивелируется по мере увеличения затрат энергии на возбуждение циркуляции жидкостных потоков в ванне модели ковша. Наличие явно выраженных зон циркуляции жид- костных потоков при продувке стали в ковше вызывает интенсивный локальный износ футеровки, что нашло подтверждение в ходе моделирования процесса ее размывания. Максимальный износ слоя материала (застывший раствор тиосульфата натрия), предварительно наносившийся на стенки модели ковша, наблюдали в областях с высокой скоростью движения циркулирующей жидкости. В частности, остаточная толщина имитатора футеровки модели 20-тонного разливочного ковша в вертикальном ее сечении в диаметрально противополож- ных зонах относительно продувочного узла разнилась в 1,5-2,0 раза. Таким образом, при перемешивании стали в ковшах малой вместимости достоинства донной продувки расплава инертным газом через пористые пробки могут быть реализованы в полной мере только при обеспечении рациональных режимов подвода газообразного энергоносителя к жидкой ванне. Исследование процесса непрерывной разливки металла в условиях микро-завода Применение МНЛЗ в условиях микро-заводов имеет определенную специфику, которая обусловлена тем, что 0 10 20 30 40 50 60 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 а в б Рис. 2. Зависимость времени гомогенизации жидкости от удельной мощности перемешивания: – при моделировании процесса донной продувки; – при имитации электромагнитного перемешивания; – при имитации комбинированного способа продувки. Рис. 2. Зависимость времени гомогенизации жидкости от удельной мощности перемешивания: а – при моделировании процесса донной про- дувки; б – при имитации электромагнитного перемешивания; в – при имита- ции комбинированного способа продувки 1� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009 разливка осуществляется преимущественно на одно- или двухручьевых машинах, что значительно повышает требования к их работе в течение всей серии. Кроме того, как показывает выполненный анализ, в практике работы микро-заводов, находящихся в сегменте производства качественных сталей, наибольшее предпочтение отдается получению заготовок сечением (180 х 180) – (220 х 220)мм, которые разливаются закрытой струей. Такой подход позволяет получать высококонкурентную качественную продукцию, что существенно повышает потенциал микро- завода. Между тем, непрерывная разливка стали на блюмы малых сечений (или сортовую заготовку больших сечений) имеет целый ряд особенностей, которые необходимо учитывать при организации технологического процесса. Выполненные в условиях микро-завода ДП «УбиВТ» исследования по разливке блюмов малых сечений на двухручьевой МНЛЗ показали, что значительно повысить выход годного можно за счет увеличения серийности разливки, что возможно для условий данного завода только при переходе на одноручьевую разливку. Сравнение изменений удельных затрат на огнеупоры промковша (футеровка, защитная труба, стопор, стакан-дозатор, погружной стакан) и выход годного в зависимости от количества разлитых плавок в серию показано на рис. 3. Представленные данные свидетельствуют о том, что уменьшение удельных затрат на огнеупоры наблюдается до 7-8 плавки, а далее происходит либо выравнивание затрат, либо их некоторое увеличение. Это объясняется тем фактом, что после 8-й плавки происходит очередная замена защитной трубы и погружного стакана. Кроме того, по мере увеличения серийности разливки требуется увеличивать толщину торкрет-покрытия. На практике установлено, что для серии из 7-8 плавок достаточно нанесения слоя толщиной 30-35 мм в зоне нахождения металла и до 50-60 мм – в зоне шлакового пояса, что является минимально допустимым слоем по технологии эксплуатации торкрет-массы. Таким образом, увеличение серийности разливки с 2-3 до 7-8 плавок в серию и переходе с 2-х ручьев на один обеспечивает выход годной заготовки 99,2-99,4 % при снижении удельных затрат на огнеупоры примерно 6,5-7,0 раз. Практика разливки стали на блюмовой МНЛЗ ДП «УбиВТ» показала, что для обеспечения разливки длинными сериями время от времени приходится варьировать скорость вытяжки заготовки, что объясняется необходимостью совместить циклы подачи ковшей на МНЛЗ и их разливки. На эти циклы влияет множество организационных и технологических факторов, которые крайне трудно нивелировать при небольших массах металла в ковше. На практике нами было установлено, что в процессе разливки даже одной марки стали варьирование скоростью вытяжки заготовки может происходить в диапазоне 0,2-0,8 м/мин. Такой широкий диапазон изменения скорости вытяжки заготовки требует соответствующей корректировки интенсивности охлаждения в зоне вторичного охлаждения (ЗВО). В противном случае различные участки непрерывноли- той заготовки будут охлаждаться в различных условиях, что может приводить к образованию дефектных участков. Поэтому для обеспечения стабильности процесса разливки длинными сериями актуальной задачей являет- ся коррекция интенсивности охлаждения заготовки в зоне вторичного охлаждения непосредственно в процессе ли- тья. При практической реализации эта задача предпола- гает создание оперативной системы управления режима- ми охлаждения заготовки, учитывающей происходящие изменения в технологии литья в режиме текущего времени. В практике управления процессами затвердевания непрерывнолитой заготовки известны два основных подхода: пропорционально-скоростной и динамический режимы управления [5]. Пропорционально скоростной режим управления является наиболее распространенным для МНЛЗ поколения 80-х годов. Он базируется на использовании табличных данных изменения расхода воды в зависимости от скорости разливки. При этом изменение расхода воды происходит одновременно во всех секциях ЗВО одновременно с изменением реальной скорости разливки. Следовательно, такая схема управления может эффектив- но работать только при изменении скорости вытяжки в небольшом диапазоне. Динамический режим управления процессом ох- лаждения заготовки в ЗВО начал использоваться в МНЛЗ для разливки качественных сталей в конце 90-х годов. Он предназначен для сведения к минимуму негативного влияния переходных процессов. В металлургической практике известны различные алгоритмы динамической системы управления. Общим для всех алгоритмов является история движения заготовки вдоль технологической оси и монотонное изменение расходов воды автономно по секциям в соответствии с принятым алгоритмом. 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 , , % 1 ручей 2 ручья 0 5 10 15 20 25 30 35 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 , ,$ / 1 ручей 2 ручья Рис. 3. Сравнение изменений удельных затрат на огнеупоры промковша и выход годного в зависимости от количества разлитых плавок в серию Рис. 3. Сравнение изменений выхода годного (а) и удельных затрат на огнеупоры промковша (б) в зависимости от количества разлитых плавок в серии 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 , , % 1 ручей 2 ручья 0 5 10 15 20 25 30 35 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 , ,$ / 1 ручей 2 ручья Рис. 3. Сравнение изменений удельных затрат на огнеупоры промковша и выход годного в зависимости от количества разлитых плавок в серию а б 1�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009 Разработанный и предложенный в данной работе алгоритм базируется на расчете средней скорости перемещения заготовки для отдельно взятого участка и не требует создания массивных баз данных (рис. 4). Технологическая база данных, используемая для реализации алгоритма, представляет собой управляющие уравнения, полученные на основе математической модели, описывающей процессы затвердевания заготовки. Средняя скорость движения заготовки cpυ Рис. 4. Схематическое представление динамической модели управления расходом воды в ЗВО Рис. 4. Схематическое представление динамической модели управле- ния расходом воды в ЗВО оценивается в средней точке каждой секции зоны вторичного охлаждения. Для того, чтобы при начале разливки определить данную скорость для каждой секции, необходимо расстояние от начала секции до ее середины поделить на целое количество участков длиной sl∆ (s – номер секции ЗВО). Исходя из вышесказанного, разбивку секций ЗВО можно осуществить с помощью формулы: 2* s s s ll n ∆ = (1) где, sl - длина s-ой секции ЗВО; sl∆ - длина участка первой зоны; ns - целое число, определенное для каждой секции. Разработанная система динамического управления охлаждением заготовки в ЗВО при переходных режимах разливки отработана в промышленных условиях на слябовых МНЛЗ № 3 и 5 металлургического комбината «Азовсталь». Выполненные замеры колебаний тем- пературы поверхности заготовки в ЗВО (с помощью пирометра) показали, что при использовании системы динамического управления охлаждением заготовки колебания температуры поверхности заготовки пере- ходных участков при изменении скорости вытяжки заготовки составляют 2-3 оС. Для аналогичных условий при пропорционально скоростной схеме корректировки охлаждения колебания температуры поверхности отдельных участков составили 12-15 оС. Выводы На основании выполненных в лабораторных и промышленных условиях исследований получены следующие выводы. 1. Для условий внепечной обработки стали в ковшах малой вместимости рекомендуется применять метод электромагнитного перемешивания. Достоинства донной продувки расплава инертным газом через пористые пробки могут быть реализованы в полной мере только при обеспечении рациональных режимов подвода газообразного энергоносителя к жидкой ванне, к которым следует отнести комбинирование такого метода продувки с электромагнитным перемешиванием. 2. Установлено, что уменьшение удельных затрат на огнеупоры наблюдается до 7-8 плавки в серии, а далее происходит либо выравнивание затрат, либо их некоторое увеличение. Это объясняется тем фактом, что после 8-й плавки происходит очередная замена защитной трубы и погружного стакана. 3. Разработана система динамического управления системой вторичного охлаждения заготовки в ЗВО при переходных процессах (изменениях скорости разливки), которая существенно снижает перепады температуры поверхности заготовки. Такая система позволяет стабилизировать процесс разливки длинными сериями и обеспечивать стабильную работу МНЛЗ в условиях микро-заводов. ЛИТЕРАТУРА 1. Металлургические мини-заводы / А. Н. Смирнов, В. М. Сафонов, А. Ю. Цупрун, Л. В. Дорохова. – Донецк: Норд- Пресс, 2005. – 469 с. 2. Вариант реконструкции мартеновского цеха специализированного металлургического завода / А. Н. Смирнов, В. М. Сафонов, А.Ю.Цупрун и др. // Сталь. – 2006. – № 8. – С. 8-9. 20 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009 3. Гридин С. В., Цупрун А. Ю., Минц А. Я. Математическое и физическое моделирование перемешивания металла в ковше при донной продувке аргоном // Металлургическая и горнорудная пром-сть. – 2002. – № 10. – С. 110-114. 4. Шалимов А. Г. Анализ эффективности перемешивания металла в ковше на основе новых шведских разработок // Сталь. – 2004. – №1. – С. 25-30. 5. Целесообразность динамического управления зоной вторичного охлаждения // А. Н. Минтус, А. Ю. Цупрун, Д. А. Денисенко, В. Ю. Мариничев. Наукові праці Донецького НТУ. Серія: «Електротехніка і енергетика». – 2007. Вип. № 7(128). – С. 91-94. УДК 621.771 Д. А. Дюдкин, В. В. Кисиленко (ОАО «Завод «Универсальное оборудование») Особенности усвоения кальция из порошковой проволоки с комплексным наполнителем СК40 Экспериментальным способом установлено, что для достижения заданного содержания кальция в металле расход проволоки с СК40 в 1,4-1,6 раза меньше, чем с СК3, а уровень усвоения кальция при использовании проволоки с комплексным наполнителем СК40 на 15- 30 % выше по сравнению с силикокальцием СК30. Это обуславливает значительную экономию затрат при использовании этого вида порошковой проволоки, а также целый ряд технических преимуществ В современном сталеплавильном производстве внепечная обработ- ка кальцийсодержащими порош- ковыми проволоками является неотъемлемой частью технологии и занимает ведущее положение в связи с многофакторностью влияния каль- ция на физико-химическое состояние расплава, макро- и микроструктуру заготовки, качество и свойства металлопродукции. Эффективность влияния кальция на свойства жидкой и твердой стали зависит от его усвоения при вводе в жид- кий металл. Кальций – высокоактивный элемент, имею- щий температуру плавления 851 °С и температуру ис- парения – 1492 °С, поэтому предпочтительно в расплав вводить его в виде сплава с кремнием. До последнего времени в мировой металлургической практике си- ликокальций марки СК30 являлся наиболее широко используемым сплавом для ввода кальция в сталь. Это обусловлено тем, что такое соотношение компонентов в сплаве (30 % Ca и 60 % Si) обеспечивает оптимальное сочетание основных теплофизических параметров, влияющих на усвоение кальция – весьма важный технологический и экономический аспект применения порошковой проволоки [1]. При температурах жидкой стали упругость паров кальция составляет приблизительно 0,15–0,2 МПа (выше, чем у силикокальция). Для того чтобы воспрепятствовать испарению кальция, ферростатическое давление металла в ковше должно быть выше упругости паров кальция. В зависимости от температуры обработки испарение кальция может начаться на любой глубине, когда парциальное давление паров кальция станет равным внешнему давлению расплава, поэтому оптимальная скорость ввода порошковой проволоки должна обеспечивать расплавление оболочки и взаимодействие наполнителя с жидким металлом в нижней части ковша. Степень усвоения кальция зависит как от глубины высвобождения наполнителя из стальной оболочки, так и от физико-химических свойств силикокальция. В последние годы все большее количество метал- лургических предприятий при внепечной обработке переходит на использование силикокальция СК40. Эта технология была разработана сотрудниками ОАО «Завод «Универсальное оборудование» [2, 3]. Такой марки силикокальция в ГОСТах нет и этот материал не производится, а получается внутри проволоки в процессе ее изготовления путем специально организованной подачи из разных дозаторов порошков силикокальция и металлического кальция. При этом в процессе ввода проволоки образуется сплав и необходимое содержание кальция в ферросплаве достигается непосредственно при обработке жидкого железоуглеродистого расплава. Высокая эффективность использования СК40 обус- ловлена тем, что сплав с массовой долей кальция 40 % образуется из шихтовых компонентов (силикокальция СК30 и кальция металлического) по мере вхождения порошковой проволоки в жидкий металл. При этом образование соединений кальция с кремнием происходит с поглощением тепла, что снижает температуру в зоне реакции. Кроме того, образующийся сплав СК40 имеет температуру плавления на 85 °С выше, чем СК30. Все это приводит к уменьшению температуры в микрообъемах зон взаимодействия силикокальция и расплава, снижению угара кальция и повышению его усвоения при вне- печной обработке стали. Вследствие этого не происходит увеличения пироэффекта и более интенсивного выделения газов по сравнению с проволокой с СК30. Изготовление проволоки на специально разработан- ной линии обеспечивает стабильность химического состава комплексного наполнителя по длине проволоки, а также оптимальные условия растворения и физико- химического взаимодействия компонентов наполнителя. ОАО «Завод «Универсальное оборудование» имеет аттестованную методику выполнения измерений при контроле качества порошковой проволоки с наполните- лем СК40. В работе [4] представлена диаграмма состояния Ca–Si, на которой показаны рассчитанные авторами точки, соответствующие массовому соотношению между кальцием и кремнием в силикокальции СК30 и СК40.

Некоторые аспекты организации производства в условиях современного микро-завода

Institution

Ähnliche Einträge