Preview

ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков
Том 76, № 6 (2020)
Скачать выпуск PDF

НА ПРЕДПРИЯТИЯХ И В ИНСТИТУТАХ. Аглодоменное производство

543-549 38
Аннотация

Для выплавки высококачественной стали необходимо обеспечить низкое содержание серы в поступающем в сталеплавильный цех чугуне. Решить задачу получения низкосернистого чугуна можно во время доменной плавки или его внедоменной десульфурацией сразу после выпуска из доменной печи. В условиях АО ЕВРАЗ НТМК внедоменная десульфурация ванадиевого чугуна не применяется, так как она ведет к потере ванадия. Это объясняется тем, что оксид кальция образует с V2O5 прочный ванадат кальция (3СаО·V2O5), что усложняет процесс извлечения ванадия при дальнейшей переработке шлака. Поэтому внедоменная десульфурация реализуется после деванадации чугуна. Полупродукт после деванадации содержит ионы кислорода, что не позволяет организовать эффективную десульфурацию и актуализирует задачу выплавки чугуна с ограниченным содержанием серы. Приведены факторы, определяющие процесс десульфурации чугуна в доменной печи, включая основность шлака, уровень содержания в нем MgO, температуру продуктов плавки и вязкость шлака. Показана зависимость коэффициента распределения серы от основности шлака. Целью исследования являлось сопоставление эффективности десульфурации чугуна как за счет повышения основности шлака, так и путем повышения в нем MgO. Приведены результаты анализа данных о составе продуктов плавки более 500 выпусков по каждой из двух обследуемых доменных печей АО ЕВРАЗ НТМК. Установлено, что снижение содержания серы в чугуне более эффективно достигается при повышении MgO в шлаке. Показано, что MgO обладает лучшими десульфурирующими свойствами и при повышении его содержания в доменном шлаке улучшается в целом технология ведения доменного процесса. Рекомендовано увеличить расход материалов, содержащих MgO, с сохранением основности на постоянном уровне. Такая технология позволит снизить содержание серы в чугуне, а также приведет к стабилизации процесса при прочих равных условиях.

НА ПРЕДПРИЯТИЯХ И В ИНСТИТУТАХ. Сталеплавильное производство

550-555 13
Аннотация

Непрерывная разливка стали является одной из основ современной черной металлургии. Большой вклад в ее совершенствование внесли специалисты Нижетагильского металлургического комбината (НТМК). Прообразом для многих агрегатов, которые были позднее построены на отечественных и зарубежных металлургических предприятиях, стала введенная в эксплуатацию в конце 60-х годов прошлого века в мартеновском цехе НТМК уникальная по тем временам одноручьевая слябовая МНЛЗ криволинейного типа с радиальным кристаллизатором и выпрямлением слитка по многоточечной кривой конструкции Уралмашзавода. В процессе освоения МНЛЗ, введенных в эксплуатацию при реализации программы модернизации комбината с переходом на конвертерное производство с непрерывной разливкой стали, в их конструкцию и технологию разливки были внесены многие важные усовершенствования. Для снижения воздействия на затвердевшую корочку слитка и уменьшения раздутия заготовки была изменена схема размещения поддерживающих роликов, что позволило увеличить длину поддерживающей зоны. Была внедрена принципиально новая схема охлаждения заготовок, обеспечивающая более мягкое и равномерное вторичное охлаждение за счет водовоздушного “тумана”. Для создания оптимальных условий формирования осевой зоны при отливке круглых заготовок диам. 430 мм применена технология использования защитных тепловых экранов, устанавливаемых в конце зоны затвердевания слитка. Большая работа проведена по определению оптимальных технологических параметров разливки ― температурно-скоростного режима, типов используемых шлакообразующих и теплоизолирующих смесей, способов защиты металла в процессе разливки. В результате проведенной работы на ЕВРАЗ НТМК создан комплекс непрерывной разливки, позволяющий гибко реагировать на изменяющуюся ситуацию на рынке и производить непрерывнолитые заготовки различных типоразмеров из широкого марочного состава сталей.

556-558 13
Аннотация

В процессе непрерывной разливки стали было обнаружено, что из-за относительно малого расстояния между погружным стаканом и стенками кристаллизатора со стороны малого и большого радиусов заготовки происходит образование “гарнисажных корочек”. В результате ухудшается процесс теплоотвода в кристаллизаторе, создаются условия для зарождения продольной трещины с последующим ее раскрытием в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ. Для уменьшения количества забракованных из-за возникновения продольных трещин на непрерывнолитых слябовых заготовках предложено использование “плоского” глуходонного погружного стакана. Показано, что в отличие от цилиндрической формы серийного глуходонного стакана-прототипа предложенный имеет прямоугольное сечение со скругленными торцевыми гранями в районе заглубления стакана в металл кристаллизатора, что позволяет обеспечить лучшую жидкоподвижность шлакообразующей смеси между погружным стаканом и стенкой кристаллизатора и, как следствие, улучшить равномерность теплоотвода. Для подтверждения эффективности применения опытных погружных стаканов в 2019 г. были проведены их опытно-промышленные испытания при разливке на МНЛЗ № 4 непрерывнолитой слябовой заготовки толщиной 200 мм из углеродистых и перитектических сталей. В процессе испытания при разливке различных сталей использовались одинаковые шлакообразующие смеси. В результате проведенного исследования было подтверждено снижение брака непрерывнолитых слябовых заготовок по причине возникновения продольных трещин.

559-563 14
Аннотация

Большое влияние на загрязненность стали оказывает технология ее непрерывной разливки, в частности организация потоков металла в промежуточном ковше и кристаллизаторе. По окончании разливки серии через промежуточный ковш и снижении в нем уровня металла возможен захват его потоками шлака с поверхностных слоев промежуточного ковша. Анализ результатов ультразвукового контроля готовых листов показал, что основное количество выявленного брака получено при прокате листов из последних слябов последней плавки в серии по промежуточному ковшу. Металлографическими исследованиями установлено, что дефекты располагаются в осевой зоне листа и заполнены макровключениями сложного состава. Для установления картины фактического распределения потоков металла осуществлено их водяное моделирование для существующей конструкции промежуточного ковша ЕВРАЗ НТМК. Установлено, что при снижении уровня металла в промежуточном ковше за счет турбулентных потоков происходит захват шлака из металлоприемника и перенос его в основную ванну промежуточного ковша. С увеличением весового расхода металла зона распространения шлаковых включений увеличивается. Кроме того, в металлоприемнике происходит оголение зеркала металла, что в свою очередь приводит к вторичному окислению. На основании результатов моделирования было предложено внести изменения в конструкцию турбостопа, устанавливаемого в металлоприемнике промежуточного ковша, и исключить установку перегородки в промежуточном ковше. Отмечено, что разработанные мероприятия позволяют обеспечить минимальный уровень отбраковки.

564-572 16
Аннотация

Увеличение осевой нагрузки грузовых вагонов, динамических нагрузок и теплового воздействия на колеса, изменение других факторов, обусловленных интенсификацией движения железнодорожного транспорта, привело к существенному снижению ресурса цельнокатаных колес по пробегу. Для его повышения актуальной задачей является обеспечение чистоты транспортного металла по недеформируемым оксидным неметаллическим включениям с высоким содержанием Al2O3, снижение общей загрязненности стали неметаллическими включениями за счет микролегирования и модифицирования. Целью исследования являлась разработка технологии внепечной обработки колесной стали, включая ее микролегирование и модифицирование барийсодержащими лигатурами с целью создания материала, способного обеспечить высокие эксплуатационные показатели, предъявляемые к железнодорожным колесам нового поколения, предназначенным для эксплуатации в условиях повышенных осевых нагрузок на современном высокоскоростном подвижном составе. Показано, что о дним из перспективных направлений совершенствования механизма модифицирования неметаллических включений являтется замена повсеместно используемого силикокальция лигатурами на основе бария. Представлены результаты промышленных испытаний процесса микролегирования барием колесного металла при внепечной обработке стали. Показано, что использование для модифицирования колесного металла порошковой проволоки с силикобариевым наполнителем вместо порошковой проволоки с силикокальциевым наполнителем СК-30 позволило практически полностью перевести неметаллические включения в глобулярную форму, повысить чистоту стали по всем видам включений как по среднему, так и по максимальному баллу, несколько измельчить величину зерна металла на 1-2 балла. В опытном металле на глубине 40 мм от поверхности катания колеса, зерно несколько мельче и более равномерное (номер 7), чем по текущей технологии (номер 5−6). Загрязненность неметаллическими включениями опытного металла удовлетворяет требованиям ГОСТ 10791−2011 для категории А и стандарту EN 13262: 2004+А2:2011 для категории 1.

573-585 22
Аннотация

Непрерывная разливка круглой заготовки, широко используемой для производства бесшовных труб, железнодорожных колес и бандажей, качественного сортового проката и т. д., получила широкое распространение в мировой черной металлургии. Осуществляется постоянный поиск улучшений конструкций МНЛЗ, совершенствуются отдельные узлы существующих установок. Анализ накопленного в мировой практике опыта решения проблем, связанных с производством круглых непрерывнолитых заготовок, помогает выбрать для каждого случая нужные технические приемы, определить рациональные параметры технологии. Рассмотрена история развития технологии разливки круглых непрерывнолитых заготовок. Представлены данные о ее современных производителях. Показаны особенности технологии разливки стали и причины дефектов непрерывнолитой круглой заготовки. Приведена классификация основных видов трещин непрерывнолитой круглой заготовки. Основные проблемы при производстве круглых непрерывнолитых заготовок связаны с образованием овальности в основном из-за неравномерности теплоотвода в кристаллизаторе. Повышенная овальность может приводить к образованию внутренних и наружных продольных трещин. Обобщены методы борьбы с образованием дефектов и совершенствования технологии разливки круглой непрерывнолитой заготовки. Рассмотрено использование методов математического моделирования для поиска параметров технологии, позволяющих получать бездефектные заготовки. Показано, что основные меры по снижению количества дефектов заготовок связаны с установлением рациональных параметров температурно-скоростного режима, переходом на соответствующий усадке заготовок внутренний профиль кристаллизатора, устранением неравномерного воздействия струи подводимого металла на затвердевшую корочку в районе малого и большого радиусов. Перспективным направлением совершенствования технологии производства круглых непрерывнолитых заготовок является использование методов мягкого обжатия и электромагнитного перемешивания металла.

НА ПРЕДПРИЯТИЯХ И В ИНСТИТУТАХ. Прокатное производство

586-590 15
Аннотация

Рассмотрены достижения в области автоматизированного ультразвукового контроля качества рельсов, цельнокатаных колес и бандажей, магнитопорошковой дефектоскопии колес, производимых АО ЕВРАЗ НТМК. 100 %-ный неразрушающий контроль колес реализуется с помощью последовательного автоматизированного контроля на двух ультразвуковых установках RWI-01 и четырех установках магнитопорошкового контроля УМКК-1, встроенных в линии выходного контроля колесобандажного цеха. Приведены схема расположения, перемещения преобразователей и прозвучивания колес в процессе контроля на установке RWI-01 и структурная схема установки УМКК-1. Автоматизированный ультразвуковой контроль черновых бандажей осуществляется в линии контроля бандажей колесобандажного цеха на установке УКБ-1Д. В установке реализован контроль внутренних дефектов бандажей в радиальном, осевом и окружном направлениях прозвучивания. Показаны возможности программного обеспечения установки УКБ-1Д. Неразрушающий контроль железнодорожных рельсов проводится на двух установках, входящих в состав автоматизированной линии контроля рельсобалочного цеха. Установка автоматизированного ультразвукового контроля рельсов УКР-64Э предназначена для выявления несплошностей в области головки, шейки и средней части подошвы импульсным эхо-методом с иммерсионным акустическим контактом. Представлена схема прозвучивания рельса Р65 на установке УКР-64Э. Для выявления дефектов макроструктуры в области головки и шейки рельсов зеркально-теневым методом применяется ультразвуковая бесконтактная электромагнитоакустическая установка. Отмечено, что введение в технологию производства прокатной продукции неразрушающего контроля в объеме 100 % производства позволило повысить качество поставляемой потребителям продукции, поднять ее конкурентоспособность.

591-601 14
Аннотация

При прокатке толстых листов и плит в большинстве случаев происходит нарушение условий симметричности деформации полосы относительно верхнего и нижнего валков. Процесс прокатки становится асимметричным. Данное явление вызывает неблагоприятный изгиб полосы в направлении нижнего или верхнего валка. Последующие отделочные операции не обеспечивают исключение деформированной (волнистой) формы, поскольку полоса имеет высокую жесткость. При таком производстве возникают большие технологические отходы, связанные с волнистостью переднего конца проката. Кроме того, повышенному износу подвержены рабочие валки прокатного стана и вспомогательного оборудования. Одним из способов предотвращения этого явления может быть введение в процесс прокатки контролируемой асимметрии за счет дифференциации скорости вращения рабочих валков. Применение асимметрии позволяет изменить напряженно-деформированное состояние в очаге деформации. Данный способ не увеличивает нагрузку на прокатную клеть и привод прокатного стана. Представлены результаты исследования влияния параметров (угол подачи заготовки, степень деформации, величина коэффициента асимметрии скорости вращения валков) листовой прокатки на кривизну полосы. Работа проводилась применительно к условиям горячей прокатки стали S355J2+N. Для численного моделирования процесса прокатки были уточнены коэффициенты функции Хензеля−Шпиттеля. Авторами проведено исследование прокатки толстых листов с применением двух типов асимметрии: геометрической (в результате подачи заготовки под углом) и кинетической (посредством изменения скорости вращения отдельных валков). Анализ результатов осуществлялся с использованием численного моделирования на базе современного программного пакета Forge. По результатам работы представлен анализ влияния параметров горячей прокатки толстых листов на течение металла в очаге деформации. Определены условия для снижения кривизны конца полосы. Показана целесообразность внедрения контролируемого асимметричного процесса прокатки за счет применения различных скоростей вращения отдельных рабочих валков.

602-608 19
Аннотация

В связи с ростом объемов добычи руд черных и цветных металлов увеличивается потребность в мелющих шарах, применяющихся при измельчении руд в процессе обогащения. Представлено описание технических решений, реализованных при осуществлении в АО ЕВРАЗ НТМК инвестиционного проекта по техническому перевооружению рельсобалочного цеха с организацией участка по производству стальных мелющих шаров. Новый шаропрокатный стан, запущенный в эксплуатацию в 2018 г., обладает возможностью производства шаров диаметром от 60 до 120 мм с твердостью до 5-й группы, оснащен автоматизированной системой производства и складирования шаров. В состав оборудования участка входит: нагревательная печь с шагающими балками и автоматическими режимами нагрева для обеспечения энергоэффективной работы; автоматизированный стан горячей прокатки мелющих шаров диаметрами от 60 до 120 мм; линия термической обработки шаров, включающая установку выравнивания температур, закалочную машину и отпускную печь. Система автоматизации участка позволяет в онлайн-режиме отслеживать все технологические параметры для получения качественной продукции, параметры сред для увеличения энергоэффективности участка и системы контроля для создания безопасного рабочего пространства на участке. В течение года с момента запуска шаропрокатного стана был освоен весь номенклатурный ряд шаров и получена заявленная производительность на каждом профиле. Максимальная производительность стана составляет 22 т/ч. Стан прокатки мелющих шаров 60−120 АО ЕВРАЗ НТМК отвечает всем требованиям современного рынка.

НА ПРЕДПРИЯТИЯХ И В ИНСТИТУТАХ. Металлургическое оборудование и литейное производство

609-613 28
Аннотация

Повышение износостойкости элементов горно-обогатительного оборудования, подверженных истиранию и ударным нагрузкам, является актуальной проблемой, поскольку во многом определяет эффективность горнорудного производства. Приведены результаты производственных испытаний двух видов деталей горно-обогатительного оборудования, выплавленных из опытных износостойких сплавов. Были выплавлены щековые плиты для щековых дробилок из стали на базе 30Х3МФ, дополнительно легированной ниобием (до 0,15 %) как сильным карбидообразователем. В качестве образца сравнения использовалась сталь 30Х3МФ без дополнительного легирования. Второй вид — звездочки, используемые в качестве мелющих тел в дробилках для среднего дробления руды. Звездочки выплавляли из хромистого чугуна с повышенным содержанием никеля (до 3,5 %) для повышения ударной вязкости, ванадием и титаном (совместно до 1,5 %) для образования карбидов типа МеС при пониженном содержании хрома (до 16 %). В качестве образца сравнения использовались звездочки, выплавленные из чугуна ИХЧ28, который применяется для этих целей в настоящее время. Испытания проводили на действующем оборудовании при среднем дроблении и помоле руды месторождения “Богач”. Циклы испытаний соответствовали принятым на предприятии циклам дробления — 18 ч. Испытания были продублированы 2 раза. По окончании испытаний оценен процент износа опытных образцов. Износ определяли по относительному изменению массы. Полученные результаты показали, что опытные образцы имеют более высокое сопротивление износу (примерно на 30 %).

НА ПРЕДПРИЯТИЯХ И В ИНСТИТУТАХ. Экология и ресурсосбережение

614-619 18
Аннотация

Технология получения ванадиевого шлака (ВШ) и извлечения из него ванадия является затратной и трудоемкой, что определяет актуальность исследований физико-механических и технологических свойств ВШ, влияющих на эффективность его переработки и использования. Отмечено, что применяемая в процессе деванадации в качестве разбавителя окислительно-кремнистая добавка (ОКД) позволяет обеспечить содержание в ВШ основных компонентов с учетом требований ТУ 14-11-187–86. Однако она меняет химический и минеральный составы, физико-механические свойства и распределение металлических включений по фракциям шлака, поэтому все исследуемые показатели рассматривались по вариантам с добавкой и без добавки ОКД. Приведен усредненный химический состав ВШ, состав его минеральных фаз и содержание металлических включений. Показано, что существующие методы оценки содержания металлических включений в ВШ не всегда обеспечивают воспроизводимость результатов. Предложена методика оценки зашлакованности металлических включений методом гидростатического взвешивания и показано влияние ОКД на физико-механические свойства ванадиевого шлака. Установлена зависимость содержания металла в шлаке от его кажущейся плотности, она повысит точность расчетов вместимости транспортных средств, бункеров, складов и т. д. Исследование прочностных характеристик ВШ, знание которых важно для правильного выбора дробильно-размольного оборудования, проводили с использованием проб, полученных с добавками ОКД и без добавки ОКД. Полученные результаты показали, что прочность ВШ без использования ОКД существенно выше, а показатели дробимости ниже, чем ВШ с использованием ОКД. ВШ с добавкой ОКД легче поддается механической переработке — дроблению, измельчению, в нем лучше раскрываются металлические включения, при извлечении из шлака они менее зашлакованы.

620-624 18
Аннотация

Переработка шлаков старых отвалов на дробильно-сортировочных установках сопровождается большим выходом мелких фракций шлака — отсева. Из-за высокого содержания в отсеве металлических включений и пылевидных фракций этот продукт часто остается невостребованным и возвращается в отвал. Магнитная сепарация повышает потребительские свойства шлакового отсева, но в передел возвращается только магнитный продукт; минеральная часть остается в отвале. Приведены основные характеристики шлака фракции 0– 10 мм. Лабораторными исследованиями установлено, что после извлечения ферромагнитных включений истинная плотность отсева снизилась на 17,5 %, насыпная плотность — на 3,1 %. В отсеве остались пылевидные включения, что не позволяло рассматривать материал как заполнитель для бетонов и щебеночно-песчаную смесь для дорожного строительства. Для рециклинга магнитного продукта, извлеченного из отсева, требуется снижение зашлакованности и систематическая оценка содержания в нем сернистых включений. Предложено после максимально возможного удаления магнитных включений и пылевидных включений разделить шлаковый отсев на щебеночную и песчаную фракции. Это позволит вернуть в оборот часть теряемого с фракцией 0– 10 мм железа и получать железный концентрат для агломерации, а остающиеся хвосты в виде щебня фракции 5–10 мм, песка 0–5 мм и мелиоранта с пониженным содержанием железа использовать в строительной индустрии и сельском хозяйстве. Полевыми испытаниями установлено, что внесение в почву мелиоранта, одним из компонентов которого является измельченный отсев, содержащий оксиды кальция, магния, фосфора, ряд микроэлементов, увеличило урожайность овощных культур на опытных участках на 30 %.

МОДЕРНИЗАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И РЕКОНСТРУКЦИЯ ЗАВОДОВ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ЗА РУБЕЖОМ

 
625-628 3
Аннотация

Подборка экспресс-информации в этом номере сделана по материалам, опубликованным в периодических зарубежных информационных источниках за май − июль 2020 г.

НОВОСТИ ЗАРУБЕЖНОЙ ПЕРИОДИКИ

ЭКСПРЕСС-ИНФОРМАЦИЯ

 
631-637 2
Аннотация

Раздел подготовлен по материалам ОАО “Черметинформация”, следующих информационных агентств: Bloomberg, Sinferbase, Reuters, Metal Bulletin, MetalTorg.Ru, infogeo.ru, metallicheckiy-portal.ru, “Белстат”, “Металлсервис”, Steelland, а также World Steel Association, Joint Plant Committee, Indian Steel Ministry, Eurofer, International Stainless Steel Forum, American Iron and Steel Institute, Brazil Steel Institute, Japan Iron and Steel Federation, MEPS, Istanbul Mineral and Metals Exporters' Association, Bureau of Resources and Energy Economics, “Агентство Республики Казахстан по статистике”, “Агентство Республики Беларусь по статистике”.

СТАТИСТИКА



ISSN 0135-5910 (Print)
ISSN 2619-0753 (Online)