Влияние некоторых характеристик экзотермических шлакообразующих брикетов на качественные показатели разливаемой стали

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИХ ШЛАКООБРАЗУЮЩИХ БРИКЕТОВ

НА КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ

РАЗЛИВАЕМОЙ СТАЛИ

металл брикет экзотермический восстановитель

В.Ф. БОГАТЕНКОВ, Л. Г. ШУБ, В. А. НОСОВ,

А.А. ЧЕПУРНОВА, 3. М. КАЛИНИНА

Задачей настоящего исследования было изучение зависимости качественных показателей металла от избытка восстановителя в экзотермических брикетах и основности образующихся их них шлаков. Исследование проводили в условиях металлургического завода им. Серова при сифонной разливке сталей ШХ15 и 38ХМЮА в слитки массой 4,5 т. Составы брикетов на основе алюминия или силикокальция рассчитывали так, чтобы при изменении одного из параметров другие сохранялись постоянными. Брикеты с разным уровнем исследуемого параметра* испытывали на одном и том же сифоне.

Расход брикетов составлял 3,6 - 4,2 кг/т стали. Макроструктуру металла, содержание в нем кислорода и неметаллических включений контролировали в пробах из заготовки: для стали ШХ15 - на уровнях, соответствующих головной и донной обрези, а для стали 38ХМЮА - на уровнях, соответствующих 16,52 и 89% длины раската, считая от верха слитка.

Из каждой пробы после перековки вырезали пробы на кислород и по три шайбы для металлографического контроля неметаллических включений. Стандартный микрошлиф делили на семь оценочных полей. Таким образом, на каждом уровне заготовки просматривали 21 оценочное поле. Оценку проводили по максимальному баллу в соответствии со шкалами ГОСТ.

Сравнение качества поверхности заготовок не выявило различия между вариантами с различным избытком восстановителя и их видом. Повышение основности шлака с 0,82 - 0,96 до 1,22 - 1,43 привело к существенному улучшению качества поверхности заготовок - брак металла сократился с 3,39 до 1,02%. Макроконтроль показал, что по точечной неоднородности, центральной пористости, подкорковым пузырям и ликвационному квадрату металл, разлитый с брикетами, имел удовлетворительное качество и не отличался от обычного металла этих же плавок, разлитого с экзотермической смесью.

Как избыток алюминия, так и избыток кремния не оказали влияния на содержание кислорода в заготовке стали ШХ15 и ее загрязненность всеми видами неметаллических включений.

Брикеты и а основе алюминия обеспечили несколько меньшее содержание кислорода в металле по сравнению с брикетами на основе силикокальция. Различие невелико, но при всех уровнях избытка восстановителя указывает на преимущество первых (табл. 1).

По результатам металлографического контроля брикеты на основе алюминия обеспечили меньший уровень загрязненности стали 38ХМЮА оксидными включениями в сравнении с брикетами на основе силикокальция. Эта закономерность подтвердилась также данными по содержанию в этой стали устойчивых неметаллических включений.

На стали ШХ15 влияние вида горючей основы брикета на загрязненность металла всеми видами включений не установлено. При увеличении основности шлака с повышенным содержанием - A]203 загрязненность стали ШХ15 оксидными включениями существенно снижается; показатели по глобулям и сульфидам остаются примерно одинаковыми (табл. 2). Содержание кислорода в металле в этом случае также уменьшается - в среднем с 0,0022 до 0,0019% в головных и с 0,0030 до 0,0026% в донных пробах.

Для брикетов на основе магния (брикеты 3 и 4), характеризующихся низким содержанием глинозема в образующемся шлаке, снижение загрязненности стали оксидными включениями с повышением основности шлака - не выявлено, показатели по глобулям и сульфидам также практически не изменились. В то же время указанные брикеты обеспечивают существенное снижение загрязненности стали оксидами по сравнению с брикетами с повышенным содержанием глинозема в образующемся шлаке.

Таблица 1. Содержание кислорода в металле (%) в зависимости от величины избытка восстановителя в составе экзотермических брикетов*

*Каждое значение - среднее по двум плавкам.

**Верхние цифры для кремния, нижние - для алюминия.

Таблица 2. Загрязненность стали ШХ15 неметаллическими включениями в зависимости от состава шлака.

* Данные - по одной плавке, все остальные - о двум; на каждой плавке исследовано по одному слитку на вариант.

** В скобках - только по головным образцам.

Полученные данные можно объяснить, исходя из существующих представлений о механизме поглощения шлаком неметаллических включений. Известно, что вязкость шлаков резко возрастает при концентрациях А12О3 выше 15%. Повышение основности высокоглиноземистых шлаков является эффективным средством их разжижения. При низких концентрациях А1203 повышение основности слабо влияет на вязкость шлака.

Сопоставление этих данных с результатами настоящего исследования указывает на то, что факторы, способствующие снижению вязкости шлака, положительно сказываются на удалении неметаллических включений. Так, повышение основности шлака приводит к существенному снижению загрязненности металла только при высоком содержании глинозема в шлаках. При низких концентрациях А12О3, когда шлаки независимо от основности достаточно жидко-подвижны, влияние основности шлака значительно ослабевает. В то же время уровень загрязненности металла оксидными включениями существенно снижается при уменьшении содержания А1203 в шлаках независимо от их основности, т. е. при снижении вязкости шлака. Последнее подтверждается практикой завода «Красный Октябрь».

Учитывая, что повышенная основность шлака оказывает положительное влияние на скорость плавления брикетов, качество поверхности слитков и очищаемость изложниц, ее значения целесообразно иметь в пределах 1,3-1,8.

Анализ данных по химическому составу шлаков, образующихся из брикетов, показал, что наличие в шлаке МnО и SiO2 может явиться причиной окисления алюминия металла, за счет чего его загрязненность включениями может возрасти. Например, более высокий уровень закиси марганца и кремнезема в шлаках, образующихся из брикетов на основе силикокальция, приводит к повышенному содержанию в металле кислорода и неметаллических включений по сравнению с брикетами на основе алюминия. Это различие особенно заметно на стали 38ХМЮА, где благодаря высокому содержанию в стали алюминия процессы окисления последнего получают более существенное развитие.

Увеличение избытка восстановителя снижает вероятность проникновения в металл кислорода марганцевой руды, уменьшает содержание МnО и повышает основность шлака. При этом повышается содержание глинозема в шлаке и его вязкость, вследствие чего затрудняется поглощение включений. Действие этих процессов, по-видимому, уравновешивается, что проявляется в отсутствии зависимости загрязненности стали включениями от величины избытка восстановителя.

Размещено на Allbest.ru