Технология внепечной обработки стали с использованием нового раскислителя (статья)

А.Н. Луценко, А.А. Немтинов, СБ. Ерошкин, К.Э. Прудов, О.В. Попов, А.В. Куклев, В.В. Соснин,
Ссылка доступна только зарегистрированным пользователям.
Одна из трудно реализуемых задач сталеплавильного производства - максимально возможное снижение неметаллических включений (НВ) перед разливкой для обеспечения установленных требований потребителя. С этой целью в ЭСПЦ была начата работа по снижению содержания НВ в литом металле. Ранее вакуумирование металла производилось на всем сортаменте толстолистового проката (толщиной свыше 15 мм). Перед вакуумированием осуществляли присадку чушкового алюминия в количестве до 2,5 кг/т. С целью исключения вакуумирования и повышения чистоты металла на части сортамента в качестве раскислителя опробован карбид кальция, традиционно применяемый для производства ацетилена в химической промышленности. Применение карбида кальция позволяет снизить окисленность металла, не загрязняя сталь включениями А12Оэ. Поставляется карбид кальция в бочках по 25 кг (ГОСТ 1460-81). Разработанная технология внепечной обработки металла с применением карбида кальция (без обработки на УВС) включает в себя подогрев и раскисление шлака порциями карбида кремния и карбида кальция, присадку ферросплавов, присадку карбида кальция перед вводом алюминия, ввод силикокальциевой проволоки. Раскисление происходит на границе «шлак - металл» в соответствии с реакцией СаС2+3[0] = (СаО) + 2СО. При большом количестве введенного СаС2 происходит науглероживание металла по реакции СаС2 —> [Са] + [С]. Поэтому для низкоуглеродистого металла количество СаС2 необходимо ограничивать. Металлографическое исследование загрязненности металла проводилось на образцах, отобранных по всему технологическому циклу: «сталеразливочный ковш - промежуточный ковш - сляб - готовый лист». Металлографическое исследование позволило сделать комплексную оценку чистоты металла - качественную и количественную оценку имеющихся неметаллических включений. При качественной оценке определяли тип и состав неметаллических включений основных видов; количественная оценка - это определение объемной доли неметаллических включений и распределение их по размерам. Идентификация проводилась индивидуально для каждого выявленного неметаллического включения. Впервые была проведе- на оценка загрязненности неметаллическими включениями не только в образцах металла по ходу его подготовки к разливке, в процессе разливки и в готовом листе, но исследовано и распределение включений по сечению сляба для определения влияния процесса кристаллизации (с учетом гидродинамических потоков металла в кристаллизаторе). Для оценки загрязненности металла НВ использована методика, основанная на обработке изображения, полученного с помощью оптического микроскопа и цифровой видеокамеры. Подготовка шлифов - стандартная для металлографического исследования. В случае исследования проб, отобранных по ходу подготовки и разливки металла, плоскость шлифа была параллельна плоскости пробы и находилась на расстоянии 2-3 мм от поверхности. Для горячекатаного листа плоскость шлифа была перпендикулярна к направлению прокатки в чистовой клети. У образцов, отобранных от непрерывно-литого сляба, плоскость шлифов располагалась перпендикулярно направлению вытягивания заготовки. Полученные цифровые изображения НВ обрабатывались с применением разработанной ООО «Ко-рад» программы НВ 1.2а, позволяющей определять площадь поверхности каждого НВ на анализируемом изображении. Предварительная настройка (в тонах серого задается отсекаемый фон) позволяет устранить на изображении артефакты в виде микроцарапин. Для получения достоверной картины с точки зрения последующей статистической обработки использовалось от 10 до 30 полей (изображений) на каждом образце. Исследуемый массив на каждом образце составлял от 200 до 1000 НВ. Информация о каждом изображении и каждом НВ накапливалась в табличной форме Excel. Далее производилась ее обработка: определялась объемная доля НВ и строились гистограммы, отражающие распределение НВ по размерам. На безвакуумных плавках №05251, 05252 (09Г2С) и 05373 (Зсп) проведен отбор проб металла до обработки карбидом кальция и после нее (табл. 1). С использованием РЭМ с рентгеновским микроанализатором проведено сравнительное исследование состава НВ в металле, обработанном карбидом кальция, и после вакуумной обработки (рис. 1). Установлено, что в металле, обработанном карбидом кальция, присутствуют крупные включения алюмосиликатов кальция