Совершенствование сквозной технологии производства трубной стали на переделах

Совершенствование сквозной технологии производства трубной стали на переделах «внепечная обработка-слябштрипс»

Совершенствование сквозной технологии Анализ действующей технологии Лабораторные исследования

1. Анализ действующей технологии - Технологические схемы внепечной обработки

Критические параметры сталеплавильной технологии -Схема раскисления стали на выпуске стали из конвертера (количество и последовательность ввода алюминия и других раскислителей, время присадки, температура стали на выпуске) - Параметры вакуумной обработки, особенности шлакового режима (время обработки, состав и гетерогенность шлака) - Технология модифицирования стали кальцием (температура стали при модифицировании, момент ввода, соотношение Ca/Al, интервал времени между присадками) - Параметры непрерывной разливки (качество фильтрационных перегородок, ШОС, интенсивность подачи аргона для защиты от вторичного окисления) -Тепловая работа кристаллизатора и вторичного охлаждения для формирования оптимальной структуры сляба при затвердевании

Схема раскисления стали на выпуске - Присадка Al на выпуске из конвертера • • с присадкой алюминия → VНВ=0, 05 -0, 06 об. % без присадки алюминия → VНВ не более 0, 015 об. % Fe. O-Al 2 O 3 Mn. O·Al 2 O 3

Схема раскисления стали на выпуске - Количество вводимого алюминия в зависимости от окисленности металла для получения жидких продуктов раскисления

Схема модифицирования стали кальцием - Влияние содержания кальция неметаллических включений на состав и морфологию

Схема модифицирования стали кальцием - Интервал времени между присадками Ca и Al в расплав * Yo-ichi ITO, Mamoru SUDA Kinetics of shape control of alumina inclusions with calcium treatment in line pipe steel for sour service

Схема модифицирования стали кальцием - Оптимальные остаточные концентрации раскислителей lg[Ca]=0, 701·lg[Al]-0, 709 Поверхность растворимости для стали состава [C]=0, 045%; [Si]=0, 25%; [Mn]=1, 65%; [S]=0, 003% температура 1580 ºС

Поведение продуктов раскисления после модифицирования стали кальцием Богатые кальцием (Сa. O-Al 2 O 3) – сразу после присадки кальция Бедные кальцием Сa. O· 2 Al 2 O 3 , Сa. O· 6 Al 2 O 3 – перед разливкой

Параметры непрерывной разливки - Качество шлакообразующих смесей (ШОС) ШОС (Na 2 O)=4, 5 -11, 5 % (K 2 O)=1 -4% - Качество фильтрационных перегородок и используемых ферросплавов Si. C

Анализ действующей технологии Выпуск из конвертера Модифицирование стали Непрерывная разливка стали - - длительный интервал между и Al короткий интервал между Ca Ca -Низкое качество ШОС --оптимальное соотношение Ca Ca и Al неоптимальное соотношение и Al - предварительное раскисление Mn - ввод Al в нераскисленный Ме - модифицирование перед разливкой -Низкое качество фильтров - модифицирование задолго до разливки - - [Al]>[Al] крит =f([O]) [Al]<[Al] крит =f([O])

Макроструктура промышленного сляба 09 Г 2 С Сталь 15

1 16 Дендритная структура промышленного сляба (09 Г 2 С)

Микроструктура сляба 09 Г 2 С Видманштеттов феррит Области в структуре литого металла, именуемые как «черновит» или «пересыщеный углеродом феррит»

Граница исходного аустенитного зерна Цементитные включения в литой структуре Скопления карбонитридных включений в центральной части НЛЗ

2. Лабораторные исследования Стадия выплавки: 1. Изменение морфологии дендритной структуры древовидные дендриты сферолитные (глобулярные) дендриты Модифицирование

2. Измельчение литого аустенитного зерна dср=560 мкм dср=390 мкм Модифицирование

3. Управление внутризеренной структурой литого зерна Полигональный (идиоморфический) феррит в теле зерна Модифицирование Отсутствие полигонального (идиоморфического) феррита в теле зерна

4. Управление величиной зоны транскристаллизации Зона транскристаллизации 20% 1590°С Зона транскристаллизации 70% Температура разливки 1650°С

Стадия прокатки: 1. Режим нагрева под прокатку: а) при котором не сохраняются границы первичного аустенитного зерна (длительный нагрев) dср= 200 мкм

б) при котором сохраняются границы первичного аустенитного зерна, в пределах которого образуется множество мелких зерен dср= 26, 8 мкм

в) при котором частично сохраняются границы первичного аустенитного зерна (формирование дуплексной структуры) dср= 300 мкм dср= 20 мкм

2. Температурный интервал черновой прокатки: Тнач. черн. прок 1016°С Ткон. черн. прок 935°С Тнач. черн. прок 980°С Ткон. черн. прок 870°С

3. Температура конца черновой прокатки: Температура конца черновой прокатки ниже А 3 Область с повышенным содержанием легирующих элементов - бейнит

4. Температура конца УКО: Тк. УКО = 260°С Области бейнита реечной морфологии Тк. УКО = 300°С Морфологически подобная структура

5. Модифицирование: а) влияние модификаторов на дендритную структуру, выявленную в штрипсе Без модифицирования С модифицированием

б) влияние модификаторов на зеренную структуру штрипса Без модифицирования Номер зерна (по ASTM E 1382 -97): 13, 08 Бейнит реечной морфологии: - объемная доля 23, 6% - Dmaxср 448 мкм С модифицированием Номер зерна (по ASTM E 1382 -97): 13, 61 Бейнит реечной морфологии: - объемная доля 15% - Dmaxср 308 мкм

Время нагрева сляба под прокатку τоптим 980 -(А 3 -20)°С Тем-ра черновой прокатки 1016 -935°С τ>>τоптим τ>τоптим 980 -870°С Факторы, влияющие на структуру металла в ходе контролируемой прокатки Тк. УКО 260 °С Чистовая прокатка Тк. УКО 300 °С Ускоренное охлаждение (УКО)

Структура, полученная выверенной технологией выплавки и прокатки