Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА I. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ НА КАЧЕ
СТВО СУДОВОЙ ХРОЮНИКЕЛЕВОЙ СТАЛИ 9
Требования, предъявляемые к судовым низколегированным сталям 9
Влияние неметаллических включений на механические свойства низколегированной стали . . . . II
Влияние гидродинамики циркуляционных потоков
на качество затвердевающего металла 14
1.4. Шлакообразующие смеси, применяемые при непрерыв
ной разливке стали 20
1.4.1. Физико-химические характеристики шлакообра-
зувдих смесей, требования к ним предъявляе
мые 22
Влияние решша вторичного охлаждения на процесс затвердевания непрерывного сяитка 27
Выводы и задачи исследования 30
ГЛАВА 2. ИССЛВДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ 1ЩР0ДИНАМИЧЕСКИХ ПОТОКОВ
В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ НА ПРОЦЕСС ЗАТВЕРДЕВАНИЯ НЕ
ПРЕРЫВНОГО СЛИТКА 32
Изучение поведения затопленной струи при наполнении кристаллизатора 32
Исследование гидродинамики потоков металла в кристаллизаторе и разработка основных параметров подводящего устройства .......... 38
Механизм укрупнения и удаления неметаллических включений в кристаллизаторе .......... 56
ГЛАВА 3. ИССЛВДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ШЛА-
К00БРАЗУВДИХ СМЕСЕЙ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СУ
ДОВОЙ ХРОМОНИКЕЛЕВОЙ СТАЛИ 67
3.1. Обоснование необходимых физико-химических характеристик шлакообразующих смесей для разливки стали с остаточным содержанием алюминия и
титана 67
- З - Стр.
3.2; Изучение процессов, происходящих при взаимодействии жидкого ишака с металлическим расплавом. 74
3.3. Промышленное опробование разработанных шлако-
образующих смесей для разливки судовой хромо-
никелевой стали . . . „ 80
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНОГО ШЙМА ВТОРИЧНОГО ОХЛАЖ
ДЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО СЛИТКА 84
Температура поверхности непрерывного слитка судовой хромоникелевой стали 84
Выбор оптимального режима вторичного охлаждения 94
ГЛАВА 5. ВНЕДРЕНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ НЕПРЕРЫВНОЙ
РАЗЛИВКИ СУДОВОЙ ХРОМОНИКЕЛЕВОЙ ШЛИ .КАЧЕСТВЕН
НЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 102
Технология производства судовой хромоникелевой стали в условиях завода "Амурсталь" ... . . 102
Влияние разработанного способа подвода на
фронт затвердевания металла ......... 103
Микроструктура и химическая неоднородность непрерывного слитка судовой хромоникелевой стали 107
Исследование распределения неметаллических включений по сечению непрерывного слитка ... ИЗ
5.5. Механические свойства листовой стали 118
5.6; Результаты исследований ударной вязкости листов
судовой хромоникелевой стали 124
5.7. Качество поверхности непрерывнолитых сляб и
горячекатаных листов судовой хромоникелевой
стали . 125
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 133
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 136
ПРИЛОЖЕНИЕ: АКТ ПРОМЫШЛЕННОГО ВНЕДРЕНИЯ 150
РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА 151
Введение к работе
В соответствии с решениями ХХУІ съезда КПСС главным направлением развития отечественной черной металлургии в текущей пятилетке и на период до 1990 г, является коренное улучшение качества металлопродукции. Комплексная программа, разработанная в отрасли, ставит на первый план рост качества металла за счет существенного повышения технического уровня производства стали, внедрения прогрессивных технологических процессов и новой техники. Существенное повышение качества стали при одновременном понижении ее себестоимости обеспечивается наряду с другими мероприятиями путем разливки металла на МНЛЗ. Доля разливаемой стали на МНЛЗ во всем мире, в том числе и в нашей стране, непрерывно растет вследствие повышенного выхода годного, более высокой однородности металла, увеличения массы отливаемых заготовок, сокращения стадий передела, свойственных процессу непрерывной разливки стали/1/.
Быстрое развитие различных отраслей народного хозяйства страны требует резкого улучшения служебных свойств металла: повышения прочности, хладостойкоети и других специальных свойств. Интенсивное освоение природных богатств в северных районах страны и связанное с этим возрастание грузовых перевозок привело к увеличению размеров и тоннажа морских судов, что вызвало необходимость повышения качества углеродистых и низколегированных сталей для судостроения. К применяемым в нашей стране для пострайки корпусов морских судов методом сварки судовым сталям предъявляются менее жесткие требования как в отношении химического состава, так и в отношении механических свойств по сравнению со сталями, принятыми в наиболее развитых зарубежных странах.
- б -
Это усложняет условия ремонта советских судов в иностранных портах и снижает возможности экспорта судовых сталей.
Для обеспечения конкурентоспособности судовых сталей советского производства на мировом рынке Регистр СССР заключил соглашение с Международной Ассоциацией Классификационных Обществ МАКО о разработке согласованных требований к корпусным судовым сталям /2/. Такие требования включают унификацию существующих или вновь разрабазшваемых марок стали по химическому составу, способу выплавки, требованиям по механическим свойствам и методам их испытаний, а также по состоянию поставки. Эти разработки нашли отражение в разделе 4 ГОСТ 5521-76 "Требования к корпусной стали, изготавляемой по правилам Регистра" /З/. В нем оговорены химический состав и механические свойства корпусной стали нормальной и повышенной прочности в соответствии с требованиями МАКО.
Понятие качества стали - многообразное, включающее в себя самые различные характеристики, часто мало связанные между собой. В связи с этим многообразны и способы повышения качества стали. Условно можно выделить три направления в борьбе за качество стали снижение брака при производстве и дальнейшем переделе стали, разработка мероприятий по повышению механических и эксплуатационных свойств и, наконец, замена одних марок стали на другие (например, сталей ординарного качества на низколегированные). Естественно, в каждом случае должны быть свои пути решения этой проблемы. При этом необходимо рассматривать проблему в целом, нельзя забывать, что улучшение одних показателей качества может приводить к ухудшению других. Иначе говоря, проблема качества стали должна решаться комплексно.
Снижение брака при производстве и дальнейшем переделе стали это в первую очередь проблема существующих технологий.
Проблема сложная, главным образом организационная, и может быть полностью решена путем организации необходимого материально-технического обеспечения агрегатов и процессов производства и контроля за работой обслуживающего персонала. Однако хорошо известно, что даже при идеальном соблюдении технологии брак периодически возникает. Это вынуждает изыскивать новые технологические решения, призванные уменьшить количество брака,
В свою очередь, совершенствование технологии производства требует знания природы возникновения того или иного типа дефект тов. В этом направлении достигнуты значительные успехи. В тоже время природа ряда дефектов в стали до сих пор остается не выясненной, что затрудняет разработку способов борьбы с ними. В этих случаях металлурги идут эмпирическим путем, широко используя на практике метод проб и ошибок. Естественно, эффективность такого пути мала и часто положительные результаты, полученные на одном заводе, не устраняют дефекты в условиях других предприятий. Установление механизма образования дефектов, выявление факторов, облегчающих их возникновение, и на этой основе разработка научно-обоснованных мер борьбы с ними является единственно правильным путем решения проблемы. К такого типа дефектам относятся волосовины, продольные трещины, грубые скопления неметаллических включений и многие другие.
Проблемам образования и поведения неметаллических включений в металле, а также их влияниям на свойства стали посвящен ряд опубликованных в последние годы монографий и огромное количество публикаций в периодической литературе. В настоящее время общепринято, что качество металла зависит от количества, состава, размера и распределения включений. Однако, это вошедшее в обиход металлургов выражение не всегда подтверждается практикой произ-
- 8 -водства. Более того, практические результаты довольно часто противоречат друг другу.
Дальнейшее углубление существующих представлений о влиянии технологии производства на формирование и поведение неметаллических включений, изыскание способов управления количеством, формой и свойствами путем совершенствования технологии выплавки, разливки и кристаллизации стали является одним из важных путей успешного решения задачи повышения качества металлопродукции.
Исходя из вышеизложенного, целью настоящей работы являлось разработка рациональной технологии непрерывной разливки судовой хромоникелевой стали а именно:
исследование влияния различных способов подвода металла в кристаллизатор на гидродинамику процесса непрерывной разливки стали и количественная оценка величин скоростей циркуляционных потоков на кинетику удаления неметаллических включений;
разработка составов шлакообразующих смесей, обладающих комплексом оптимальных свойств, необходимых для обеспечения высокого качества поверхности непрерывнолитых слябов и стабильности процесса разливки хромоникелевых сталей, поставляемых по требованиям Регистра СССР;
разработка оптимального режима вторичного охлаждения хро-ы о никелевых марок стали с повышенным (более 0,30/ь) содержанием меди.
Внедрение указанных разработок на металлургическом заводе "Амурсталь" позволило получить значительный экономический эффект.
