Обоснование процесса производства бесшовной трубы диаметром 88,9×12,5 в условиях редукционно-растяжного стана

   Подвалка  металлошихты производится в количестве не более 60т. Расплавление подвалки производится в автоматическом режиме. С выходом на максимальную активную мощность включаются газокислородные стеновые, дверная и эркерная горелки. При нагреве скрапа и образовании “красного пятна” в районе рабочегорабочего окна при работе дверной горелки для более раннего ввода в рабочее пространство печи манипулятора «МАРК-4» производится подрезка металлошихты с помощью кислородного копья.

   После проплавления колодцев и расхода 3500 кВтч электроэнергии в печь осуществляется присадка извести до 1,8т.

   Перед взятием пробы металла и шлака  из печи прекращается подача кислорода, углеродосодержащего материала  и шлакообразующих материалов. Проба  металла отбирается пробоотборником  с помощью шомпольного приспособления. В пробе металла спектральным методом определяется массовая доля химических элементов согласно требованиям НТД.

   Доводка плавки производится на 22-19 ступенях напряжения. За 15-20 мин. до выпуска плавки под  печь устанавливается сталь-ковш на сталевозе. После осмотра сталь-ковша производится засыпка сталеразливочного стакана, уточняется расход раскислителей исходя из вместимости ковша.

   Ковш  должен быть прогрет до состояния  красного каления (температура не менее 800°С), не иметь остатков металла и шлака от предыдущей плавки.

   После установки сталь-ковша на сталевоз с помощью телескопической трубы  производится засыпка канала сталеразливочного  стакана прокаленным ставролитом или просеянном и прокаленным кварцевым песком с графитом в объемном соотношении 3:1 до полного заполнения приемной воронки грузового ковшевого блока до образования «горки».

   На  сталевозе ДCП №3 производится подключение аргона к продувочной пробке стальковша.

   Перед выпуском стали из печи сталеваром производится расчет количества науглераживателя, раскислителей и легирующих элементов на плавку и загружает их в расходный бункер заранее взвешенными порциями.

   Раскисление и легирование металла осуществляется в ковше во время выпуска присадками науглераживателя, ферромарганца, ферросилиция и др..

   При достижении заданной температуры передачи металла на машину непрерывного литья заготовок (МНЛЗ-3), металл в сталь-ковше утепляют золой рисовой шелухи и накрывают крышкой.

   При разливке стали используют шлакообразующую  смесь (ШОС). Сразу после запуска  ручьев в начале первой плавки в серии скорость разливки устанавливают в зависимости от температуры металла в промковше в пределах от 0,5 до 0,6 м/мин.

   Выпуск  плавок осуществляется при температуре 1680-1720 ⁰С.

   Содержание  углерода в металле перед выпуском из ДСП должно быть в пределах 0,25-0,55 %, при окислении не менее 0,1 % углерода.

   После выпуска металл продувается аргоном  не менее 5 мин с интенсивностью продувки 50-130 л/мин.

   На  установке «печь-ковш» наводится  шлак присадками извести в количестве 500-600 кг и плавикового шпата - 150-200 кг порциями по 200 кг и 50 кг соответственно

   Раскисление шлака при внепечной обработке  производится алюмокорундовой раскисляющей смесью (АКС) в количестве 150-250 кг. При  отсутствии АКС шлак раскисляется смесью собственного производства состоящей из науглероживателя, FeSi 65 и CaF₂ в количестве 100-150 кг.

   При наведении  шлака и его раскислении металл продувается аргоном через пористую пробку в днище стальковша с расходом 150-200 л/мин.

   После наведения «белого» шлака с основностью 2,5-3,5 присаживается алюминиевая катанка на содержание алюминия в металле 0,03 – 0,04%.

   После доводки по химическому составу  и температуре 1560-1580 ^оС, металл передается на установку «RH».

   Общее время вакуумирования металла - 15-20 мин, при остаточном давлении 1 мбар не менее 5 мин.

   После вакуумирования допускается корректировка  химического состава по содержанию углерода с помощью проволоки с углеродным наполнителем и корректировка температуры металла на установке «печь-ковш».

   При доводке  металла после вакуумирования расход аргона должен составлять 80-150 л/мин. При необходимости присадки проволоки с углеродным наполнителем интенсивность продувки металла аргоном увеличивается до 200 л/мин в течение 3-х минут.

   Утепление плавок производится материалом «Nermat AF» в количестве 0,8 кг/т (20 мешков).

   Разливка  стали производится в соответствии с ТИ 840-С-18-98 со следующими дополнениями:

   Температура передачи металла на МНЛЗ-3 - 1530-1540 ⁰С.

   Температура металла в промежуточном ковше - 1495-1510 ⁰С.

   Скорость  разливки: сечение 300´400 мм – 0,5-0,6 м/мин.

   Группа  охлаждения – 2, скориалит 189, утеплитель в промковше – «Nermat ВF».

   Режим работы катушек ЭМП:

   кристаллизатор  – сила тока - 450 А, частота - 2 Гц (постоянно);

   финальные катушки – отключены;

   Oхлаждение заготовок под колпаками осуществляется - не менее 24 часов.

   Отбор проб и анализ качества металла.

   В процессе работы отбираются пробы металла  и шлака из ДСП-3 по расплавлению и перед выпуском, из ковша на аргонной установке, на установке «печь-ковш» (до и после вакуумирования) и перед отдачей на МНЛЗ-3, на МНЛЗ-3 в соответствии с действующей ТИ.

   Пробы металла анализируются на полный химический состав, в том числе  на содержание азота и кислорода. В пробах после вакуумирования и на разливке дополнительно определяется содержание кальция.

   По  расплавлению металла в ДСП-3 перед  выпуском и на установке печь-ковш измерять окисленность металла датчиками «Celox».

   От  литой заготовки с одного ручья  отбирается один темплет (середина плавки) для оценки качества макроструктуры.

   После разливки производится осмотр поверхности литых блюмов на наличие поверхностных дефектов. 
 

   1.3.1 Технические требования к непрерывнолитой заготовке 

   В макроструктуре литых заготовок не допускается  подкорковых пузырей, трещин, корочек, расслоений, инородных включений и т. д.

   Предельные  отклонения по длине реза допускаются  не более + 80 мм. Косина реза не допускается более 4 % стороны заготовки.

   Вогнутость  или выпуклость граней непрерывнолитой  заготовки не допускается более  половины суммы предельных отклонений по стороне сечения.

   Скручивание вокруг продольной оси заготовок  не допускается более 18 градусов на длину заготовки. Радиус закругления углов непрерывнолитых заготовок не допускается более 20 мм.

   На  поверхности заготовок не допускается  наличие поясов, наплывов, плен, трещин.

   Не  являются браковочным признаком  ужимы без сопутствующих им трещин, следы от качания кристаллизатора, отдельные риски глубиной не более 1,5 мм. Допускаются отдельные шлаковые включения размером не более 3,0 мм, мелкие поверхностные пузыри с глубиной залегания не более    1,5 мм. Допускаются отпечатки, рябизна, царапины глубиной не более половины суммы предельных отклонений по толщине. Удаление дефектов с поверхности заготовок может производиться абразивной зачисткой, ширина которой должна быть не менее пятикратной глубины. На торец непрерывнолитой заготовки клеймителем наносится маркировка, включающая номер плавки, номер заготовки и номер ручья. Далее заготовки складируются на складе блюмов ЭСПЦ-2 под колпаками. 
 

   1.3.2 Дефекты непрерывнолитых заготовок 

   Поверхностные и внутренние дефекты непрерывнолитых  заготовок приведены в таблице 2. 
 

   Таблица 2. Дефекты непрерывнолитых заготовок.

Вид дефекта, его описание	Причина возникновения	Предупреждение	Методы устранения
Дефекты поверхности
Продольные трещины – трещины на одной или нескольких гранях заготовки, расположены в продольном направлении.	Высокие остаточные напряжения в отделяющейся от стенок кристаллизатора корке слитка. Недостаточный неравномерный теплоотвод в кристаллизаторе и на участке вторичного охлаждения. Несимметричный или сильный теплоотвод в кристаллизаторе. Наличие дендритной ликвации.	Выбор оптимальной конструкции кристаллизатора. Равномерный температурный перепад при переходе из установки непрерывной разливки в охлаждающую среду. Поддержание оптимальной температуры разливки и др.	Трещины устранить невозможно.
Поперечные  трещины- трещина, проходящая по боковой поверхности и (или) выходящая через ребро; располагается поперек продольной оси заготовки.	Зависание, прилипание заготовки в кристаллизаторе. Отклонения направления вытяжки заготовки от оси струи при разливке. Неравномерная температура ребер и поверхностей.	Предотвращение  преждевременной кристаллизации металла на поверхности. Регулирование оси заливки.Измерение температуры заготовки и регулирование вторичного охлаждения.	Трещины устранить невозможно

 

   Продолжение таблицы 2.

Разрывы – раскрытия на поверхности, расширяющиеся по направлению к внутренним объемам.	Разрывы поверхности и выход через них находящегося еще в жидком состоянии металла из сердцевины.	Удаление  шлака с зеркала металла; контроль температуры литья; оптимизация режимов охлаждения; выбор оптимальной скорости охлаждения.	Дефект  не может быть устранен.
Заливины  – неплоскостность в виде раковин на поверхности заготовки в совокупности с поверхностными трещинами.	Напряжения  в корке заготовки, вызванные неравномерным затвердеванием в кристаллизаторе. Жидкий металл заходит в воздушный зазор между стенкой кристаллизатора и коркой заготовки и затвердевает при соприкосновении с поверхностью кристаллизатора.	Предотвращение  преждевременной кристаллизации металла на поверхности. Регулирование оси заливки. Измерение температуры заготовки и регулирование вторичного охлаждения.	Дефект  может быть устранен путем огневой зачистки.
Наплывы – неплоскостность типа заливин на поверхности заготовки, неотчетливо ориентированная поперек ее длины.	Металл. преждевременно затвердевший на зеркале ванны, частично окисленный, при последующем движении струи смывается к стенкам кристаллизатора, где встречается с жидкой сталью. Низкие температуры литья, недостаточная жидкотекучесть.	Равномерное введение жидкой стали. Контроль за температурой литья. Оптимальные продолжительность и скорость литья.	В случае локального расположения дефекта можно устранять огневой зачисткой.

 

   Продолжение таблицы 2.

Неметаллические включения – скопления на поверхности заготовки неметаллических включений, которые часто встречаются совместно со скоплениями пор и пленами.	Лакальное группирование продуктов раскисления, частиц шлака и засыпки. Вторичное окисление металла. Размывание разливочного желоба. Размывание огнеупорных материалов ковша.	Поддержание оптимального содержания алюминия в стали. Уменьшение контактной поверхности взаимодействия жидкой стали с воздухом. Тщательная установка и подготовка промежуточного устройства, разливочного желоба и ковша.	Включения могут быть удалены огневой зачисткой. Шлаковые включения расположенные глубоко могут приводить к браку.
Брызги  – мелкие, нерегулярно распределенные на поверхности заготовки частички металла, прочно связанные с поверхностью заготовки.	Неблагоприятное формирование струи при заливке. при прогорании промежуточного устройства и выталкивании отдельных порций жидкого металла последние попадая в кристаллизатор, располагаются между поверхностью заготовки и кристаллизатором. Низкие температуры разливки.	Постоянное  содержание в исправном состояни промежуточного заливочного устройства. Оптимальная температура литья.	Брызги  могут быть удалены огневой зачисткой.

 

   Продолжение таблицы 2.

Поры  и газовые пузыри – углубления или полые пространства, наблюдающиеся на поверхности заготовки (поры) или под ее поверхностью (газовые пузыри) и имеющие нерегулярное распределение. Совокупность таких дефектов обозначается как скопление пор или скопление газовых пузырей.	При затвердевании  из жидкой стали не полностью удалены  различные газы. Газовыделение из смазочного материала у края кристаллизатора.	Достаточное раскисление. Разливка без прерывания струи. Достаточная скорость рафинирования и хорошее кипение расплава. Оптимальная температура литья. Защита поверхности металла в кристаллизаторе от вторичного окисления и поглощения азота. оптимальная скорость литья. Рациональное использование смазочного материала.	Огневая зачистка.
Внутренние дефекты
Диагональные  трещины – трещины, проходящие по диагоналям поперечного сечения.	Несимметричный  теплоотвод в кристаллизаторе.. Износ кристаллизатора.		Дефектные участки можно удалить горячей деформ.
Центральная усадоч-ная пористость – находящиеся в сере-дине заготовки, рас-положенные в про-дольном направлении скопления мелких пустот, прерываемые участками металла.	Не  обеспечивается достаточное поступление жидкого металла в объемы. где заканчивается затвердевание; этот дефект особенно проявляется с ростом скорости охлаждения.	Оптимальная температура литья. Оптимальная скорость охлаждения.	Обусловлено возможностью вырезки дефектной части в пре-делах, обес-печивающих последующую прокатку.