- •1. Состояние и перспективы развития непрерывной разливки в россии
- •1.1. Исторический обзор развития процессов непрерывной разливки в мире
- •1.2.Непрерывная разливка стали на слябы
- •2. Совершенствование конструкции промежуточного ковша
- •2.1. Условия загрязнения стали неметаллическими включениями при разливке на мнлз
- •2.2. Промежуточный ковш. Конструкция. Эксплуатация.
- •2.3. Конструкция современных промежуточных ковшей.
- •2.4. Формы порогов, перегородок и турбогасителей, применяемых в промежуточных ковшах. Их достоинства и недостатки
- •2.5. Холодное моделирование гидродинамики в промежуточном ковше
- •2.6. Гидродинамика промежуточного ковша без установки рафинирующих устройств
- •2.7. Гидродинамика промежуточного ковша с овальным турбогасителем
- •2.8. Гидродинамика промежуточного ковша с перегородками
- •2.9. Гидродинамика промежуточного ковша с перегородками и круглым турбогасителем.
- •2.10. Гидродинамика промежуточного ковша с перегородками и круглым турбогасителем, имеющим разгрузочные окна
- •2.11. Результаты отработки технологии рафинирования стали в 50-и тонных промежуточных ковшах кц-1 оао “нлмк“
- •2.12. Результаты отработки технологии рафинирования стали в 23-х тонных промежуточных ковшах кц-2 оао “нлмк“
- •3. Совершенствование защиты металла от вторичного окисления
- •3.1. Промышленные технологические схемы разливки и защиты металла
- •3.2. Защита струи металла на участке сталеразливочный ковш – промежуточный ковш, промежуточный ковш – кристаллизатор.
- •3.3. Функции и свойства шлакообразующих смесей для кристаллизатора
- •3.3.1. Составы шлакообразуюших смесей
- •3.3.2. Рекомендации по подбору и разработке шос
- •4.Экономическая часть
- •4.1. Технико - экономическое обоснование темы дипломной работы
- •4.2. Сетевой график выполнения дипломной работы
- •4.2.1. Составление перечня работ
- •4.2.2. Составление сетевого графика
- •4.2.3. Расчет основных параметров сетевого графика
- •4.2.4. Оптимизация сетевого графика
- •4.3.Расчет затрат на выполнение дипломной работы
- •4.3.1. Затраты на заработную плату
- •4.3.2. Прочие расходы
- •5. Безопасность труда
- •5.1.1. Расположение и планировка цеха
- •5.1.2. Анализ условий труда разливщика в конвертерном цехе
- •5.2. Мероприятия по обеспечению безопасности труда
- •5.2.1 Опасность механических повреждений
- •5.2.2. Опасность поражения электрическим током
- •5.2.3. Взрыво- и пожаробезопасность
- •5.2.3 Опасность ожогов
- •5.2.5. Запыленность, загазованность
- •5.2.6. Освещение
- •5.2.7. Микроклимат
- •Список литературы
3.3.1. Составы шлакообразуюших смесей
Все смеси по составу основы расплавов делятся на четыре группы, состоящие из тройных систем: SiO2 –Al2O3- FеО, SiO2-Al2O3-Na2O, SiO2-Al2O3-CaO, CaO-SiO2-MnO.
В качестве флюсующих добавок в составы ШОС включают фториды (СаF2) оксид бора (B2O3), оксиды щелочных металлов (Na2O, K2O) и др. Для регулирования скорости плавления вносят углеродосодержащие материалы.
Тройная система SiO2-Al2O3-FeO практически не изучена и мало используется в металлургической практике.
Расплавы на основе тройной системы SiO2-Al2O3-Na2O характеризуется высокой вязкостью и низкой ёмкостью по включениям глинозема (Аl2О3).
Тройная система SiO2-Al2O3-CaO получила наиболее широкое применение в составах ШОС, позволив решить задачи разливки практически всего сортамента сталей. Ниже приведены примеры ШОС на основе тройной системы SiO2-Al2O3-CaO.
В ОАО «ММК им. Ильича» (г. Мариуполь, Украина) применяют в кристаллизаторах МНЛЗ смесь ШОС-5 с температурой плавления 1070-1130°С, удельным расходом 0,85 кг/т и химическим составом (% масс.доля) [26]:
SiO2 |
СаО |
А12О3 |
MnО |
F |
С |
Влажность, % |
Основность |
6 |
30-37 |
7-10 |
<1,0 |
6.0-10,0 |
7,0-10.0 |
<0.5 |
1.0-1.4 |
ШОС -5 позволила исключить прорывы по причине «подвисание», не комкуется, равномерно проплавляется, способствует минимальному науглероживанию.
В ОАО «КМК» (г. Новокузнецк, РФ) для разливки в блюмы рельсовой стали разработали ШОС с насыпной плотностью 0,47т/м3 удельным расходом 0,3-0,5кг/т и химическим составом (%масс.доля) [26]:
С |
СаО |
SiO2 |
А12О3 |
CaO/SiO2 |
F |
Na+ |
К+ |
15,0-20.0 |
26,0-32.0 |
30,0-36,0 |
6,5-8,0 |
0,7-1,0 |
4.0-4.5 |
3.5-4,0 |
0,7-1,0 |
В качестве компонентов ШОС использовали пылевидные отходы и аспирационных установок производства алюминия, ферросплавов и извести.
Использование данной ШОС позволило повысить ассимилирующую способность смеси по глинозему, снизить износ стенок кристаллизатора повысить стойкость погружных стаканов, исключить брак по дефектам поверхности.
В ОАО «МК» Азовсталь» (г. Мариуполь, Украина) при разливке в слябы трещиночувствительных марок стали используют смесь ШOC-1, на основе портландцемента, с температурой начала течения 1160°С, компоненты которой образуют тройную систему SiO2-Al2O3 и имеют следующее соотношение [26]:
Наименование компонента |
Содержание компонента, % (масс.доля) |
Шлакопортландцемент 400 |
31 |
Сиенит алюмощелочной |
27 |
Силикат натрия растворимый |
12 |
Графит |
10 |
Установлено, что при использовании ШОС на основе портландцемента индекс прорывов металла под кристаллизатором существенно ниже, чем при использовании ШОС на основе шлаков ферросплавов. Это резко проявляется при нестабильной скорости разливки.
ШОС-1 имеет средний фракционный состав (доля фракции в %):
<0.1 |
0.1-0.63 |
>0.63 |
65 |
32 |
2.0 |
Количество поверхностных дефектов при использовании смесей тонкодисперсного состава снижается в 1,2-1,3 раза.
В ОАО «ММК» (г. Магнитогорск, РФ) разработана ШОС с компонентным составом на основе тройной системы SiO2-Al2O3 - CaO [26] :
Наименование компонента |
Содержание компонента, % (масс, доля) |
Углеродосдержащий материал |
8-12 |
Фторсодержащий материал |
20-24 |
Силикат натрия растворимый |
19-23 |
Концентрат датолитовый |
17-23 |
Материал на основе окислов кремния |
3-9 |
Цемент |
ост. |
Смесь гранулированная с преимущественными размерами гранул 0,1-0,5мм.
В ЛГТУ (г. Липецк, РФ) на основе данных лабораторных исследований были составлены опытные ШОС с температурой плавления 1160°С на основе тройной системы SiO2-Al2O3-CaO с компонентным составом [26] :
Наименование компонента |
Содержание компонента, % (масс, доля) |
|
ШОС-1 |
ШОС-2 |
|
Графит аморфный |
7 |
7 |
Флогопит |
23 |
20 |
Плавиковый шпат |
15 |
15 |
Сиенит алюмощелочной |
10 |
20 |
Концентрат датолитовый |
15 |
8 |
Шлакопортландцемент |
30 |
0 |
Доменный шлак |
0 |
30 |
В НПП «Ассоциация Экотехника» (Украина) совместно с рядом металлургических заводов разработана ШОС для слябовых МНЛЗ на основе тройной системы CaO-SiO2-MnO с температурой растекания 1190-1210°С и химическим составом (% масс. доля) [26] :
SiO2 |
СаО |
МnО |
F |
С |
А12О3 |
MgO |
S |
Feобщ |
Влага,% |
25.0-34.0 |
30.0-37.0 |
10.0-15.0 |
5.0-8.0 |
6.0-10.0 |
<0.6 |
<5.0 |
<0.8 |
<1.5 |
0.5 |
Оксиды кальция, кремния и марганца при оптимальном соотношении в сплавленном состоянии обеспечивают быстрый процесс формирования гомогенного шлака. Наличие в смеси оксидов марганца увеличивает долю кристаллической составляющей в шлаковом гарнисаже и позволяет оптимизировать тепловой поток от оболочки слитка к стенкам кристаллизатора. Практически негигроскопичны, следовательно, длительное время хранятся без потери технологических свойств. Универсальны, так как используются при непрерывной разливке различных марок стали. Стоимость значительно ниже, чем заграничные аналоги.
В ОАО «НПП «Техмет» разработали смеси, которые позволили снизить сквозное попадание температур по циклу внепечной обработки и непрерывной разливки на 10-12°С, что позволило стабилизировать изменения температуры металла в промежуточном ковше на уровне ± (4-6)°С и увеличение выхода годного на 5,5-6,0кг/т стали. Экономический эффект от применения теплоизоляции стали в сталеразливочных ковшах составил 0,2 евро/т стали. Расход смеси 0,65кг/т [26].
Опытно-промышленные опробования смеси на плавленой основе ШОС-Т-4 покачали существенное снижение отсортировки листового проката по дефектам сталеплавильного производства (плена, трещины различной морфологии) [26].
Основность (ΣCaO/SiO2) |
Содержание СаF2, % (по массе) |
Угар фтора по отношению к исходной смеси без углерода, % (отн.) |
||
в исходной смеси |
в исходной смеси без углерода |
в конечном шлаке |
||
0.89 |
12.39 |
14.58 |
13.03 |
10.63 |
В ОАО «ММК» с целью предотвращения науглероживания стали в ходе непрерывной разливки (как показали исследования, при использовании смеси с 6-10%С науглероживание возрастает до 0.01% [26] были предложены специальные малоуглеродистые шлакообразующие смеси №10 [26] и №11 [26]. Первая смесь используется к кристаллизаторе, вторая - в промежуточном ковше МНЛЗ: обе смеси изготавливаются в виде гранул [26].
При применении в промежуточном ковше смесей, содержание не более 3% С. а в кристаллизаторе- с содержанием не более 2% С науглероживания слябов на 70% плавок не происходит: на остальных плавках оно находится в пределах до 0,001%. Содержание углерода в непрерывнолитых слитках IF-стали на отдельных плавках получили от 0.003 до 0.005%. что в основном определялось массовой долей углерода в металле, поступающем на разливку.
Новая шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали с ультранизким содержанием углерода разработана на ОАО «МТМК». Вместо углерода в качестве горючей составляющей использовали порошкообразный нитрид бора. Новая смесь, как теплоизолятор, подобна при аналогичных свойствах вязкости и абсорбции включений, но исключает возможность поверхностно науглероживания непрерывнолитого металла. При этом выявлено появление бора в металле, контактирующим со смесью [26].