Влияние серы на качество поверхности заготовки из низкокремнистой стали

Существует два наиболее распространенных варианта производства полуспокойной стали: раскисление марганцем и кремнием в ковше и раскисление стали только марганцем. В обоих случаях при разливке сталь окончательно раскисляется алюминием. Реализация раскисления стали марганцем и алюминием уменьшает вред...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2009
Hauptverfasser:	Смирнов, А.Н., Лебедев, Е.Н., Хорошилов, В.В., Шарандин, К.Н.
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/123456789/31543
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:	Влияние серы на качество поверхности заготовки из низкокремнистой стали / А.Н. Смирнов, Е.Н. Лебедев, В.В. Хорошилов, К.Н. Шарандин // Металл и литье Украины. — 2009. — № 1-2. — С. 46-48. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-31543
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-315432012-03-11T00:55:09Z Влияние серы на качество поверхности заготовки из низкокремнистой стали Смирнов, А.Н. Лебедев, Е.Н. Хорошилов, В.В. Шарандин, К.Н. Существует два наиболее распространенных варианта производства полуспокойной стали: раскисление марганцем и кремнием в ковше и раскисление стали только марганцем. В обоих случаях при разливке сталь окончательно раскисляется алюминием. Реализация раскисления стали марганцем и алюминием уменьшает вредное влияние серы на качество поверхности заготовки. 2009 Article Влияние серы на качество поверхности заготовки из низкокремнистой стали / А.Н. Смирнов, Е.Н. Лебедев, В.В. Хорошилов, К.Н. Шарандин // Металл и литье Украины. — 2009. — № 1-2. — С. 46-48. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0497-2627 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31543 669.18.012 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	Существует два наиболее распространенных варианта производства полуспокойной стали: раскисление марганцем и кремнием в ковше и раскисление стали только марганцем. В обоих случаях при разливке сталь окончательно раскисляется алюминием. Реализация раскисления стали марганцем и алюминием уменьшает вредное влияние серы на качество поверхности заготовки.
format	Article
author	Смирнов, А.Н. Лебедев, Е.Н. Хорошилов, В.В. Шарандин, К.Н.
spellingShingle	Смирнов, А.Н. Лебедев, Е.Н. Хорошилов, В.В. Шарандин, К.Н. Влияние серы на качество поверхности заготовки из низкокремнистой стали Металл и литье Украины
author_facet	Смирнов, А.Н. Лебедев, Е.Н. Хорошилов, В.В. Шарандин, К.Н.
author_sort	Смирнов, А.Н.
title	Влияние серы на качество поверхности заготовки из низкокремнистой стали
title_short	Влияние серы на качество поверхности заготовки из низкокремнистой стали
title_full	Влияние серы на качество поверхности заготовки из низкокремнистой стали
title_fullStr	Влияние серы на качество поверхности заготовки из низкокремнистой стали
title_full_unstemmed	Влияние серы на качество поверхности заготовки из низкокремнистой стали
title_sort	влияние серы на качество поверхности заготовки из низкокремнистой стали
publisher	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
publishDate	2009
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31543
citation_txt	Влияние серы на качество поверхности заготовки из низкокремнистой стали / А.Н. Смирнов, Е.Н. Лебедев, В.В. Хорошилов, К.Н. Шарандин // Металл и литье Украины. — 2009. — № 1-2. — С. 46-48. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
series	Металл и литье Украины
work_keys_str_mv	AT smirnovan vliânieserynakačestvopoverhnostizagotovkiiznizkokremnistojstali AT lebedeven vliânieserynakačestvopoverhnostizagotovkiiznizkokremnistojstali AT horošilovvv vliânieserynakačestvopoverhnostizagotovkiiznizkokremnistojstali AT šarandinkn vliânieserynakačestvopoverhnostizagotovkiiznizkokremnistojstali
first_indexed	2025-07-03T11:58:44Z
last_indexed	2025-07-03T11:58:44Z
_version_	1836626922574970880
fulltext	�� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009 Остаточное содержание растворения кислорода в металле заметно влияет на ударную вязкость и долю вяз- кой составляющей в изломе, так как на механические свойства металла при низких температурах влияют преимущественно третичные НВ. С увеличением содержания алюминия снижается количество раст- воренного в стали кислорода и, соответственно, содержание третичных НВ, что приводит к росту величи- ны KCU-60 и KCV-20. Влияние общего содержания кальция или соотноений [Ca] / [S] и [Ca] / [Al] на механические свойства оказалось более сложным (максимальные зна- чения ударной вязкости достигались при [Ca]общ = 20 ppm). Выводы На основании статистического анализа экспе- риментальных данных установлены технологические параметры раскисления металла на выпуске из сталеплавильного агрегата и в ходе внепечной об- работки, обеспечивающие минимальную суммарную загрязненность листового проката оксидными НВ. Проанализировано изменение активности кислорода в металле, глубоко раскисленного алюминием, за счет модифицирования кальцием. Установлены пределы изменения окисленности металла по мере изменения химического состава неоксидных металлических вклю- чений. Установлено, что для формирования НВ оптималь- ного состава и исключения при модифицировании образования CaS на поверхности Al2O3, необходимо снижение общего содержания кислорода в металле и глубокая десульфурация металла до уровня [S] < 0,004 %. Установлены оптимальные значения характеристи- ки химического состава готового металла (соотношений [Ca] / [S] и [Ca] / [Al]раств.), обеспечивающих мини- мальные значения балла загрязненности проката хруп- кими и недеформируемыми силикатами по терминологии ГОСТ 1778. Установлено существенное влияние технологии модифицирования НВ как на балл загрязненности по ГОСТ 1778, так и на механические свойства проката (ударную вязкость). Выявлено, что средний показатель ударной вязкости листового проката стали Х70 растет по мере снижения остаточного содержания растворенного кислорода. Однако влияние глубины модифицирования на балл загрязненности, значения KCU, KCV проявляется достаточно неоднозначно, что требует дополнительных исследований, касающихся рациональной технологии модифицирования. При экспериментальном исследовании процессов рафинирования металла в ходе внепечной обработки доказано, что возможно как формирование мелких НВ за счет вторичного окисления, так и коагуляция образовавшихся НВ с участием уже сформированных в ходе раскисления крупных включений. При этом воз- можен результирующий рост балльной оценки за- грязненности металла оксидными НВ. ЛИТЕРАТУРА 1. State of the Art in Evaluation and Control of Steel Cleanliness / Lifeng ZHANG, Brian G. Thomas // ISIJ International. – Vol. 43. – 2003, № 3. – P. 271-291. 2. Включения и газы в сталях / Явойский В. И., Близнюков С. А., Вишкарев А. Ф. и др. – М.: Металлургия, 1979. – 220 с. 3. Обработка металла инертными газами / Ойкс Г. Н., Степанов А. В., Мелихов П. И. и др. – М.: Металлургия, 1970. - 112 с. 4. Дьяконов В. П. Пути удаления неметаллических включений при вакуумировании стали // Изв. вузов. Чер. металлургия. – 1969. - № 6. – С. 5-9 5. Кнюппель Г. Раскисление и вакуумная обработка стали. – М.: Металлургия, 1984. – 414 с. 6. Лузгин В. П. Кислород и механизм его влияния на свойства стали // Сталь. – 1999. – № 10. – С. 22-26. 7. Thermodynamics and Kinetics of the Modification of Al2O3 Inclusions / Guozhu Ye, P. Jonsson, T. Lund // ISIJ International. – Vol. 36. – 1996, Supplement. – P. 105-108. 8. Improvement of Castability and Quality of Continuously Cast Steel / D. Janke, Z. Ma, P. Valentin e. a. // ISIJ International. – Vol. 40. – 2000, № 1. – P. 31-39. УДК 669.18.012 А. Н. Смирнов, Е. Н. Лебедев (ДонНТУ), В. В. Хорошилов (ОАО ММЗ), К. Н. Шарандин (ДонНТУ) Влияние серы на качество поверхности заготовки из низкокремнистой стали Существует два наиболее распространенных варианта производства полуспокойной стали: раскисление марганцем и кремнием в ковше и раскисление стали только марганцем. В обоих случаях при разливке сталь окончательно раскисляется алюминием. Реализация раскисления стали марганцем и алюминием уменьшает вредное влияние серы на качество поверхности заготовки Ц елесообразность выплавки той или иной марки стали опреде- ляется экономическими факто- рами. При наличии блюминга в составе металлургического пред- приятия на нем продолжается про- изводство низкокремнистых кипящих и полуспокойных марок стали для производства сортового и листового проката. Сегодня существует несколько схем производства полуспокойной стали. В общем случае прокат из этой ��МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009 стали должен удовлетворять требованиям заказчика, а именно – иметь гарантированные физико-механические свойства при растяжении. Прокат из низкокремнистой стали должен соответствовать заданным служебным свойствам – пластически деформироваться в холодном состоянии, допускать изгиб без нарушения сплошности поверхности. У производителя технология производства должна быть достаточно гибкой и обладать стабильными за- данными технико-экономическими показателями. Слит- ки должны быть сбалансированными по структуре и кристаллизоваться без рослости и усадки. Это обеспечи- вает минимальные отходы металла в виде головной и дон- ной обрези слитков и отсутствие поверхностных дефек- тов на заготовках [1]. Это гарантированно обеспечивает получение качественного готового проката. Сера является одной из наиболее вредных примесей в металле, ведущая к образованию вышеперечисленных дефектов при кристаллизации и прокатке заготовок. Отрицательное влияние серы на свойства стали широко обсуждено в научно-технической литературе [2, 3]. Одним из действенных методов снижения ее отрицательного влияния является тщательная подготов- ка шихты, включающая десульфурацию чугуна перед проведением мартеновской и конвертерной плавок. При регламентированном содержании серы применяется промежуточное скачивание шлака с последующим на- ведением нового, вызывающим перерасход извести [4]. Для нейтрализации вредного влияния серы, в % [Mn] / [S] поддерживается на достаточно высоком уровне. Без предварительной обработки чугуна это вызывает необходимость выпуска стали с содержанием марганца, близким к верхнему пределу. В настоящее время полуспокойная сталь про- изводится по двум наиболее распространенным вариан- там технологии. Первый заключается в том, что сталь раскисляют марганцем и кремнием в ковше. При разливке несбалансированные слитки дополнительно раскисляют- ся добавками алюминия под струю. Второй вариант предусматривает раскисление стали только марганцем. В результате на разливку сталь поступает кипящей, где ее окончательно раскисляют алюминием. При таком варианте технологии содержание кремния в стали не превышает 0,01-0,02 %. Расход алюминия на раскисление, в отличие от предыдущего варианта составляет не 50-100 г/т стали, а 300-500 г/т (в зависимости от содержания углерода в стали) [5]. Для получения дополнительных данных о влиянии серы в присутствии различного количества растворен- ного в металле кислорода были выполнены исследо- вания изменения технико-экономических показателей производства стали марки Ст3пс в соответствии с первым и вторым вариантами ее производства. При выполнении исследований сталь выплавляли в 160-тонных конвертерах, 250-500-тонных мартеновских печах. Металл раскисляли во время выпуска в ковш добавками марганец - и кремнийсодержащих ферроспла- вов. В соответствии с первым вариантом содержание кремния в ферромарганце не регламентировалось. При раскислении по второму варианту содержание кремния в ферромарганце не превышало 1 %. Сталь разливали в 5, 7, 8-тонные изложницы сифон- ным способом. На пути «сталеразливочный ковш - центро- вая» алюминий вводили под струю с помощью бункера. Статистический анализ данных более 1000 плавок стали марки Ст3пс показал, что содержание углерода перед выпуском изменялось в широких пределах – 0,07- 0,24 %. Недостающее количество углерода вводили в сталь во время выпуска в ковш. Содержание марганца в стали перед выпуском изменялось от 0,08 до 0,28 %. Порядка 50 % плавок выпускалось с содержанием марганца 0,08-0,10 %. После науглероживания и раскисления основное количество плавок имело содержание углерода 0,17-0,21 %. После раскисления марганцем около 65 % плавок содержало 0,45-0,54 % марганца в ковшо- вой пробе. Для первого варианта содержание кремния в стали составляло 0,01-0,02 %. После раскисления в ковше по второму варианту кремнийсодержащими раскислителями содержание кремния изменялось от 0,05 до 0,12 %. Подовляющее большинство плавок (более 65 %) имело содержание кремния 0,07-0,08 %. Содержание серы в металле опытных плавок изме- нялось от 0,015 до 0,055 %. Отношение (в %) [Mn] / [S] в металле, выполненном по первому варианту не привыша- ло 10-12. Для второго варианта это отношение составляло не менее 14-16. При выполнении исследований качества металла первого варианта производства установлено, что при бо- лее низком отношении (в %) [Mn] / [S] резко ухудшается качество поверхности заготовок из-за образования поверхностных трещин (визуальным способом на адьюстаже). Сопоставляя качество заготовок одинакового сече- ния (80-150 мм), полученных по первому и второму вариантам на их поверхности контролировали наличие продольных трещин. Результаты выполненных иссле- дований представлены на рисунке. Полученные данные исследова- ний указывают на существующую зависимость качества поверхности заготовок от содержания серы в стали и варианта ее производства. При этом изменение содержания серы в стали, полученной по первому варианту практически не оказывает влияния на качество поверхности проката. В стали, содержащей не менее 0,05 % кремния, наблюдается монотонное ухудшение качества поверхности с . 1 - . Рис. Зависимость качества поверхности заготовки от содержания серы в стали, %. �� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009 ростом содержания серы от 0,020-0,025 до 0,045-0,05 %. Полученные данные подтверждаются существующими в настоящее время на предприятиях, реализующих первый вариант технологии, целенаправленными про- изводственными мероприятиями, которые уменьшают зависимость качества поверхности заготовки при со- держании серы более чем 0,0255 %. При повышенной концентрации серы их технологии предусматривают увеличение отношения (в %) [Mn] / [S] более 14-15. Металлографические исследования выполнены на заготовках. Из поверхности заготовок отбирали пробы, соответствующие направлению прокатки. Анализ шли- фов металла из поверхности заготовок низкокремнис- той стали показал, что здоровая корка и прилегающие к ней объемы металла содержали оксисульфиды и деформированные сульфиды марганца. Различие в структуре в первую очередь связано с тем, что металл второго варианта выплавки кристаллизуется как кипя- щий, с образованием корки, состоящей из достаточно «чистой» по примесям стали [6]. Таким образом следует отметить, что получение полуспокойной стали возможно по двум вариантам. Предпочтительным является первый вариант, так как обеспечивает одинаковые физико-механические свойства. Он в значительной степени нейтрализует вредное влияние серы на качество поверхности проката. Количество продольных поверхностных трещин при прочих равных условиях получается ниже, чем на металле второго варианта производства. В результате этого появляется дополнительная возможность снижения расхода марганецсодержащих раскислителей из-за допустимого более низкого отношения (в %) [Mn] / [S]. ЛИТЕРАТУРА 1. Шнееров Я. А., Вихлещук В. А. Полуспокойная сталь.- М., Металлургия, 1973, 368 с. 2. Макуров С. Л. Теория строения кристаллического, жидкого и аморфного состояния вещества. Учебное пособие для металлургических специальностей. - Мариуполь, 2003, 228 с. 3. Кнюппель Г. Раскисление и вакуумная обработка стали. Термодинамические и кинетические закономерности. Ч. 1. Пер. с нем. Г. Н. Еланского // Металлургия, 1973, 312 с. 4. Производство полуспокойной стали // Центральный институт информации черной металлургии, 1961, 50 с. 5. Принципы оптимизации кондиционности полуспокойной стали перед разливкой. Лебедев Е. Н., Хорошилов В. В., Лившиц Д. А., Дымченко Е. Н. // Донецк, Металлургия, 2005. – Вып. 102. – С. 135-139. 6. Казаков А. А. Кислород в жидкой стали.- М.: Металлургия, 1972, 200 с. УДК 621.771 Д. А. Дюдкин, В. В. Кисиленко (ОАО «Завод «Универсальное оборудование»), М. С. Кузнецов, А. И. Потапов (ОАО «Ураль- ская сталь) Совершенствование технологии внепечной обработки стали силикокальцием на ОАО «Уральская сталь» Использование порошковой проволоки с наполнением СК40 в технологии внепечной обработки в условиях ЭСПЦ ОАО «Уральская сталь». Результат - снижение затрат на производство стали при обеспечении разливаемости и требуемого уровня качества металла В современной технологии вне- печной обработки стали кальций занимает определяющее значе- ние в связи с многофакторностью его влияния на физико-химическое состояние расплава, макро- и мик- роструктуру затвердевающей непрерывнолитой заготов- ки, качество и свойства металлопродукции. В последние годы при производстве высококачественного металла для магистральных газо- и нефтепроводов, судостроения, строительной индустрии, автомобилестроения и т. д. внепечная обработка стали кальцийсодержащими реа- гентами является неотъемлемой частью технологии. До последнего времени в мировой металлургиче- ской практике силикокальций марки СК30 являлся наиболее широко используемым сплавом для ввода каль- ция в сталь. Это обусловлено тем, что такое соотношение компонентов в сплаве (в %) (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]. Известно, что для повышения эффективности использования кальцийсодержащих материалов необхо- димо снизить температуру в зоне взаимодействия каль- ция с жидким расплавом. Одним из таких решений может быть ввод в состав наполнителя проволоки металлическо- го кальция в смеси с материалом, содержащим кремний. При вводе порошковой проволоки с наполнением механической смеси ферросплава, содержащего кальций и кремний, и металлического кальция в жидкий расплав необходимое содержание кальция в ферросплаве будет достигаться непосредственно при обработке жидкого железоуглеродистого расплава.

Влияние серы на качество поверхности заготовки из низкокремнистой стали

Institution

Ähnliche Einträge