рациональная технология модифицирования стали

В. Голубцов, Л. Тихонов, В. Тазетдинов, А. Воронин, И. Романцов ОАО «ЧТПЗ» В. Рощин ЮУрГУ РАЦИОНАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СТАЛИ Постоянное повышение требований к качеству металла и необходимость существенного улучшения технико экономических показателей его производства обусловливают повсеместную модернизацию сталеплавильных мощностей . Одним из ее эффективных направ$ лений является внедрение методов внепечной обработки жидкого метал$ ла, направленных на снижение со$ держания вредных примесей, загряз$ ненности металла неметаллическими включениями, повышение технологи$ ческих характеристик металла, а так$ же придание ему специальных свойств — жаропрочности, выносли$ вости, хладостойкости, коррозион$ ной стойкости. Обработка металла в ковше позволяет довести его до за$ данного химического состава, опти$ мизировать температуру расплава, понизить содержание серы и загряз$ ненность неметаллическими включе$ ниями. Но проектирование и строи$ тельство современных сталеплавиль$ ных комплексов с агрегатами типа печь$ковш, вакууматорами и другой сложной техникой требует значитель$ ных затрат. Многим отечественным заводам — производителям стали вряд ли по силам быстро найти необ$ ходимые финансовые средства. К то$ му же такие капитальные вложения не всегда оправданны. Жидкая сталь после выпуска из пла$ вильного агрегата и последующей об$ работки в ковше может быть однород$ ной по химическому составу и харак$ теризоваться высокой чистотой по не$ металлическим включениям. Однако затем ситуация существенно меняется. В процессе разливки металла проис$ ходит его вторичное окисление, вследствие чего эффект от рафиниро$ вочных операций, проведенных в ков$ ше, в значительной степени ослабева$ ет. Кроме того, в процессе кристалли$ зации металлического расплава про$ исходит снижение растворимости в железе кислорода (в 10 раз) и серы (в 20 раз). Поэтому при затвердевании металла вследствие ликвационных процессов происходит неравномер$ ное распределение в слитке углерода, серы и фосфора. Содержание ликва$ тов в осевой зоне прибыльной и дон$ ной частей слитков массой от 10,5 до 172 т может различаться в 1,5—5,0; 3,0—4,0; 1,5—2,3 раза соответственно. Качество готовой продукции опреде$ ляется не только получением в составе металла в ковше супернизких концен$ траций вредных примесей, на дости$ жение которых требуются значитель$ ные материальные затраты. Путем снижения химической (зональной и дендритной) неоднородности литого металла можно добиваться улучшения всего комплекса его потребительских свойств без применения длительных и дорогостоящих обработок в ковше. Десульфурация металла до содер$ жания 0,003—0,005% S не ведет к повышению вязкости стали, дости$ жению полной изотропности ее ме$ ханических свойств и не оправдано экономически. Кроме того, при за$ твердевании металла происходят трансформация имеющихся в рас$ плаве выделений, образование и рост новых неметаллических включе$ ний. Таким образом, формирование качества конечной продукции в оп$ ределяющей степени зависит не столько от тех манипуляций, которые были произведены с металлом в печи и ковше, сколько от технологии раз$ ливки и методов обработки металла на этой заключительной стадии про$ изводства жидкой стали. 96 Н А Ц И О Н А Л Ь Н А Я М Е Т А Л Л У Р Г И Я Особенно большой вклад в сниже$ ние качества металла вносят трудно$ удаляемые глиноземистые включе$ ния, присутствующие в прокате в виде строчек, а также легкоплавкие суль$ фидные включения, располагающие$ ся по границам зерен. Эти загрязне$ ния провоцируют образование тре$ щин, заворотов и других пороков по$ верхности в деформированном ме$ талле. Появление таких дефектов при$ водит к снижению выхода годного, повышению трудозатрат на обрезь и зачистку поверхн