Описание технологии выплавки, ковшевой обработки и разливки стали, включая характеристики основных шихтовых материалов

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

При производстве стали выполняются операции по подготовке шихты и печи ДСП-6 к плавке, загрузке шихты в печь, выплавке полупродукта в печи, выпуску металла из печи в ковш.

Печь должна быть обесточена при выполнении следующих операций:

а) выпуск плавки;

б) очистка, заправка и завалка печи;

в) перепуск или смена электродов;

г) сталкивание или осаживание шихты;

д) проведение ремонтных работ на печи;

Выплавка производится в печи с исправным состоянием водоохлаждаемых элементов, футеровки, механического и электрического оборудования.

Печь включается на расплавление при наличии на участке следующего исправного вспомогательного оборудования:

- кран для завалки шихты;

- загрузочная бадья для шихты;

- передаточная тележка для транспортировки бадьи из шихтового пролета в печной;

- сталевоз под печью;

- сталеразливочная машина;

- футерованный, просушенный и нагретый ковш.

Включение печи разрешается только с исправно работающей газоочистной установкой.

При выплавке железоуглеродистого полупродукта (ЖУП) необходимо учитывать химический состав предыдущей плавки и при значительном расхождении по химическому составу предварительно выплавлять ЖУП промежуточного состава или проводить специально промывную плавку.

Выплавку ЖУП нелегированных никелем и хромом, после кампании плавок ЖУП легированных никелем и хромом, необходимо начинать после последней плавки хромоникелевого ЖУП, который сливается полностью, без остатка металла (шлак остается). Шлак на первой плавке ЖУП, не легированного никелем и хромом скачивается полностью после проведения окисления, после чего наводится новый шлак и плавка выпускается без шлака.

В случае превышения содержания никеля и хрома на агрегате ковш-печь (АКП) проводится доводка ЖУП до марочного состава хромоникелевой стали.

В случае превышения меди по расплаву выше, чем требует последующий марочный состав стали, плавка переводится на стали, легированные медью (10ХСНД).

При легировании ЖУП во время выпуска необходимо руководствоваться химическим составом, указанным в частных карт технологического процесса (КТП).

Операции по выплавке ЖУП и подготовке печи к плавке производятся бригадой, состоящей из сталевара и двух подручных сталевара под непосредственным руководством старшего сталевара электропечи.

Операции по загрузке шихты в бадью производятся бригадой, состоящей из шихтовщиков под непосредственным руководством мастера.

Легированный ЖУП в ковше передается на установку внепечной обработки стали (УВОС).

Если заранее известно о предстоящей задержке плавки по причинам, не

зависящим от печи, то запрещается включение печи до тех пор, пока не будет обеспечена возможность проведения плавки без задержки готового металла в печи.

ЖУП в дуговой печи выплавляется одношлаковым процессом с полным окислением. По способу начала плавки различают три варианта:

- 1 вариант (основной) - с завалкой шихты на «болото», т.е. на оставшийся от предыдущей плавки шлак и часть металла, суммарной массой не более 1т.

- 2 вариант - с завалкой шихты на " сухую" подину, очищенную от остатков шлака и металла предыдущей плавки;

Плавки по 2 варианту (на " сухую" подину) проводятся:

1) После холодного ремонта подины в течение первых двух плавок подряд;

2) После горячего ремонта подины на первой плавке.

3) На первой плавке после замены эркера на ДСП.

4) При переходе на другую марку ЖУП.

Указанный регламент может изменяться начальником участка выплавки стали в сторону более частого использования второго варианта с целью контроля за состоянием футеровки подины печи.

Используемые материалы для выплавки, приведены в таблице 1.

Исходные материалы по физическому состоянию и химическому составу должны соответствовать действующим стандартам, техническим условиям и согласованным требованиям с поставщиком.[1]

Таблица 1 - Исходные материалы.

Наименование материалов	Марка, категория, вид	ГОСТ, ТУ, СТО	Примечание

Металлошихта
Углеродистые лом и отходы	1А, 2А, 3А, 4А
Легированные лом и отходы	2Б, 3Б, 4Б
Стружка и высечка углеродистая	14А, 15А
Стружка и высечка легированная	15Б
Чугунные лом и отходы	17А, 18А
Чугун	П1, П2
Шихтовые слитки	Э1, Э4	78721433-011	Собственное производство
Ферросплавы, легирующие и раскислители
Ферросилиций	ФС25-2 ФС42-2 ФС75-2
Феросиликомарганец	МнС17-2А
Ферромарганец	ФМн78-2 ФМн88-2, ФМн90-2
Продолжение таблицы 1

Феррохром	ФХ005-2 ФХ010-2 ФХ100-2 ФХ900-2
Наименование материалов	Марка	ГОСТ, ТУ, СТО	Примечание

Ферромолибден	ФМо60-2
Феррованадий	FeV80-2
Феррониобий	ФНб60-2
Ферротитан	ФТи70-5
Ферровольфрам	ФВ70-3
Никель	Н3, Н4
Отходы жаропрочных никелевых сплавов			Отходы из кольцепрокат-ного производства
Лом и отходы меди	Медь 2 марка М2
Алюминий	АВ91, АВ97
Алюминиевая крупка брикетированная	АКВ	1712-002-54140005
Алюминиевая крупка	АКВ	1712-002-54140005
Электродный бой
Углеродистые материалы	ВУМ-1 УМВК	1915-001-
Шлакообразующие
Доломит			СаО≥ 60 % МgО≥ 30 %
Известь			СаО≥ 88 %
Прочие
Кислород газообразный технический
Продолжение таблицы 1

Аргон
Электроды графитированные диаметром 250 мм	НD		Высокой плотности
Порошок периклазовый	JEHEART 30BA 355D	004-59119133

При постановке стальковша на сталевоз АКП подсоединить аргонопровод к ковшу и открыть подачу аргона с локального пульта управления АКП на рабочей площадке до образования небольшого «буруна» (оголение металла в зоне выхода аргона).

Переместить сталевоз с ковшом под свод АКП. В случае если АКП занят, то ковш с металлом на печном сталевозе устанавливается под газовую горелку, подключается к системе перемешивания аргоном для исключения случаев затягивания продувочной пробки.

После постановки ковша под свод АКП произвести нагрев металла и наведение шлака в количестве 2, 0 – 2, 5 % от общей массы металла. Во время нагрева металла электрическая дуга должна гореть в шлаке. Температура металла во время внепечной обработки стали на АКП должна соответствовать температуре согласно таблице 2.

Таблица 2 – Температура металла при внепечной обработке

Период внепечной обработки	Температура металла, °С
Отбор первой пробы на АКП	1570-1590
Легирование	1590-1650
Скачиванием шлака (перед проведением процесса вакуумирования)	1690-1700
Температура передачи ковша на сталеразливочную тележку	Указана в КТП

Дуговой подогрев:

-ступень нагрева выбирают исходя из необходимой скорости нагрева и температуры после выпуска из ДСП-6, параметры нагрева металла АКП приведены в таблице

-необходимо учитывать, что при продувке аргоном температура металла снижается на
(3-5) º С/мин. Скорость нагрева определяется также количеством и состоянием шлака и количеством присаживаемых добавок. Запрещается производить обработку металла на АКП при наличии течи воды с водоохлаждаемых элементов.

Через 4 – 5 мин производится замер температуры и отбор пробы на полный химический анализ. Замер температуры и отбор пробы должен производиться при выключенном АКП (ток отключен), расход аргона во время выполнения данных технологических операций должен соответствовать таблице 3. Замеры температуры производятся термопарой погружения. Отбор пробы металла производится погружным зондом пробоотборника.

После получения химического анализа пробы произвести легирование металла, присадкой в ковш расчетного количества легирующих материалов. При легировании расплава необходимо соблюдать последовательность присадки легирующих материалов. Последовательность легирования указана в соответствующей КТП на выплавляемую марку стали. Во время внепечной обработки стали на АКП необходимо поддерживать окисленность металла и шлака. Окисленность металла контролируется замерами активности кислорода:

- окисленность более 20 ppm – металл слабораскислен - необходимо произвести присадку в ковш кускового алюминия по расчету на 0, 05-0, 08 % [Al].

- окисленность (10- 20) ppm металл раскислен - металл доводится до нормы диффузионным раскислением шлака алюминиевым порошком, АКВ или молотым ферросилицием марки ФС75.

Замер окисленности металла производится погружным датчиком окисленности.

Процесс десульфурации производится одновременно с операцией легирования металла, путем поддержания окисленности металла и шлака при интенсивном перемешивании металла аргоном.

После присадки всего расчетного количества легирующих материалов произвести отбор пробы. Перед отбором пробы необходимо провести усредняющую (гомогенизирующую) продувку металла аргоном в течение 2 – 5 мин.

По достижении заданного химического состава стали, производится нагрев металла до заданной температуры в соответствии с таблицей 2 (в случае особых требований, температурный режим внепечной обработки указывается в КТП) для дальнейшего проведения операции скачивания шлака и проведения процесса вакуумирования.

Время обработки металла на АКП, зависит от достижения нормативных параметров выплавляемой стали или сплава.

В случае повторного нагрева металла, обработанного на вакууматоре, наводится новый шлак, отбирается проба на полный химический анализ, замеряется температура и окисленность, и проводятся все технологические операции.

После подогрева металла до заданной температуры перед перемещением ковша на сталеразливочную тележку на поверхность шлака рассыпается теплоизолирующий материал вермикулит в количестве 10 кг. Затем производится транспортировка ковша на сталеразливочную тележку.[2]

Количество шлака в ковше передвакуумной дегазацией (ВД) должно составлять не более 1% от массы металла. Шлак не должен быть слишком текучим, и полностью раскислен на АКП. Перед вакуумной обработкой необходимо скачать 2/3 шлака из ковша в шлаковую чашу на стенде для скачивания шлака.

Температура металла в ковше перед скачиванием шлака должна быть в пределах (1700-1710) °С и контролироваться на АКП. Температура металла в камере вакууматора после скачивания шлака должна быть не менее 1675 °C.

Скорость тепловых потерь на ковшах с периклазоуглеродистой футеровкой при различном количестве металла в ковше представлена в таблице 3.

Таблица 3 - Скорость тепловых потерь при ВД

Процесс	Расход аргона для перемешивания, Нл	6-7 тонн	7-8 тонн	8-9 тонн


Подготовка	5-7	4, 5-5, 0 °C/мин	4, 0-4, 5 °C/мин	3, 8-4, 2 °C/мин
Откачка	7-10
Выдержка при давлении менее 1, 5 torr	15-17
Доводка	3-7

Для высокоуглеродистых сталей рекомендуется избегать добавки науглероживающих веществ в течение последних 15 минут рафинирования в АКП. Нерастворившиеся в шлаке частицы углерода могут вызвать сильное вспенивание шлака во время откачки воздуха, когда газы начинают покидать жидкую ванну.

С целью минимизации вспенивания шлака также следует непрерывно управлять расходом аргона и использовать азот для «придавливания» шлака в ковше.

Химический состав стали контролируется до поступления на вакууматор. В полностью раскисленных сталях не предвидятся значительные потери легирующих элементов при ВД. Если состав стали был хорошо проверен перед вакуумной дегазацией, то как правило, в конце добавляется очень небольшое количество добавок для доводки состава (насыпные добавки загружаются под пониженным давлением) или после вакуумной обработки (подача проволоки с наполнителем).

Элементы, которые имеют сильное сродство к кислороду и используемые для микролегирования (например, Al, Nb, B, Ti, V, Ca) добавляются после завершения вакуумного рафинирования.

Последовательность выполнения операций при ВД

Ковш с металлом мостовым электрокраном г/п 20/5 т подается в камеру вакуумирования, при опускании в камеру к трубопроводу ковша подключается шланг подачи аргона с помощью быстроразъёмного соединения. Затем ковш устанавливается в камеру на опоры.

С пульта управления включается перемешивание аргоном с расходом 7-10 Нл.

После установки ковша в камеру производят измерение температуры, окисленности и отбирают пробу с помощью погружного пробоотборника «Sidermes».

Далее для обновления шлака необходимо присадить в ковш 17-20 кг извести и 5-7 кг плавикого шпата. Допускается вместо плавикового шпата присаживать флюс АН295 в количестве 4-5 кг.

Далее перемещают и опускают крышку в рабочее положение. Проводится запуск вакуумных насосов.

В течение всего периода дегазации в комнате управления проводится наблюдение за поведением металла по изображению на рабочем мониторе, передаваемом с видеокамеры. Скорость откачки регулируется в зависимости от интенсивности кипения. В отдельных случаях, чтобы предотвратить чрезмерное вспенивание металла и его перелив через край ковша, в вакуумную камеру производится напуск азота При достижении разряжения менее 1, 5 torr необходимо установить расход аргона в пределах 15-17 Нл.

Продолжительность вакуумной обработки определяется исходя из условий:

- начальная температура металла перед ВД;

- требуемая температура в конце процесса ВД;

- суммарная скорость тепловых потерь через периклазо - углеродистую футеровку;

- количество металла в ковше при ВД.

- длительность времени набора давления до 1, 5 torr.

Продолжительность выдержки металла под давлением ≤ 1, 5 torr должна составлять не менее 10 минут.

Длительность времени набора давления до 1, 5 torr должна составлять не более 6 минут.

После рассчитанного времени вакуумирования необходимо остановить вакуумный процесс.

Если обработка следующей плавки не требуется, то нажать кнопку «Стоп режим ожидания». Насосы при этом будут остановлены. В обратном случае оставить установку под вакуумом - мигает белым светом кнопка «Пуск режим ожидания».

Уменьшить подачу аргона на перемешивание до 3-5 Нл. Расход аргона при этом задаётся вручную с пульта управления. Открыть камеру.

Произвести замер температуры стали и отбор проб, а также измерить окисленность и содержание водорода в стали с помощью системы «Hydris», если это оговорено в КТП на выплавляемую марку стали.

Провести корректировку по результатам анализа стали и в соответствии с требованиями КТП путем присадки насыпных материалов и/или проволоки с наполнителем.

Делается выдержка – гомогенизация, продолжительностью 5-7 минут при «мягком» перемешивании аргоном с расходом 2-3 Нл, не допуская оголения зеркала металла.[3]

Разливка стали осуществляется двумя способами: сифоном и сверху, в стационарной сталеразливочной канаве, в чугунные: цилиндрические сквозные и кузнечные сквозные или глуходонные изложницы для слитков массой от 1 т до 6 т.

Разливка стали производится разливщиком стали под руководством мастера основного производства участка разливки и сдачи. Ответственность за все дефекты слитков, которые оказались результатом некачественной разливки стали, несут разливщик стали и мастер основного производства участка отливки и сдачи.

Все изложницы на сифоне перед началом разливки должны быть закрыты металлическими крышками.

После начала разливки снять крышку с одной (ближней к разливщику) изложницы для контроля уровня наполнения металла.

При входе металла в прибыльную часть металлические крышки подготовителем сталеразливочной канавы совковой лопатой снимаются на берег канавы.

Категорически запрещается при уборке крышек с изложниц остатки стартовой смеси ссыпать в изложницы.[4]

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒