Отработка технологии внепечной обработки стали с использованием инжекционной проволоки с металлическим кальцием

Введение ………………………………………………….……………....3
1. Описание проблемы обработки стали кальцием ………………..5
2. Применение металлического кальция как решение проблемы...6
3. Оптимизация процесса обработки жидкой стали
металлическим кальцием……………………………………………….16
4. Расчет экономических показателей………….....………………..18
Заключение ……………………………………………………………..24
Список литературы……………………………………………………..26

Как известно, свойства металлопроката зависят от химического состава, количества, величины, характера распределения и морфологии неметаллических включений. В настоящее время большинство сталей раскисляют алюминием, который не только технологичен как раскислитель, но и является действенным модификатором, обеспечивающим получение более плотной структуры с заданным мелким зерном и хорошие показатели пластичности и вязкости. Однако продукт раскисления - глинозем, даже при общей относительно высокой чистоте стали, резко ухудшает ее жидкотекучесть, приводит к затягиванию каналов разливочных стаканов при разливке на МНЛЗ. Кристаллические остроугольные включения как концентраторы напряжений и очаги разрушения металла снижают пластичность и прочность стали и особенно опасны в условиях ее охрупчивания при низких температурах и больших мгновенных нагрузках.
Отрицательное влияние включений глинозема на свойства металла является причиной введения запрета на применение алюминия для раскисления сталей ответственного назначения, например, железнодорож-ного сортамента, что создает проблемы обеспечения качества металлопродукции. В последние годы убедительно доказано, что обработка кальцием стали, раскисленной алюминием, позволяет устранить эти неже-лательные эффекты.
Одной из задач обработки стали кальцием является десульфурация. Основной же задачей обработки кальцием жидкой стали, раскисленной алюминием, является «очищение» стали и её модифицирование относительно твердых включений глинозема в жидкие комплексные типа 12СаО-7Аl2О3, которые могут частично удаляться в шлак при внепечной обработке стали аргоном в сталеразливочном ковше. При этом растворенный кальций, соединяясь с включениями глинозема, образует алюминаты кальция различного состава, количество которых растет пропорционально количеству растворенного кальция. Так же снижается количество не металлических включений, а оксидные и сульфидные включения могут влиять на пластичность, усталостную прочность, и качество поверхности, что не может не сказаться на в отношении роста потребности в сталях чистых по примесям. качестве стали, что прямо влияет на отношение заказчиков к исполнителю.
Цель работы – исследование обработки стали инжекционной проволокой с металлическим кальцием.
Задачи:
- исследование теоретических основ обработка жидкой стали кальцием;
- обработка результатов опытных работ по применению инжекционной проволоки с металлическим кальцием для обработки жидкой стали, предварительно раскисленной алюминием;
- оценка технической и технологической целесобразности внедрения в технологию обработки жидкой стали инжекционной проволоки с металлическим кальцием взамен используемой проволоки с наполнителем силикокальций СК30.

Проведенная работа позволяет сделать следующие выводы по обработке стали, раскисленной алюминием, проволокой с металлическим кальцием, армированной сталью.
Обработка в ковше кальциевой проволокой сталей, раскисленных алюминием, является весьма эффективной технологической операцией введения кальция в металл. Степень усвоения кальция для стали достаточно высокая.
Особую актуальность применение кальция для рафинирования металла приобретает для низкокремнистых сталей. Особую актуальность применение кальция для рафинирования металла приобретает для низкокремнистых сталей. Вследствие низкого содержания кремния эти стали имеют невысокий уровень предела текучести и упругости, этим объясняется перспективность применения данных сталей для производства изделий, получаемых обработкой давлением. основной перспективой повышения качества низкокремнистых сталей является внедрение и оптимизация технологии их дополнительной обработки кальцием после раскисления с алюминием.
Исходя из проведенных расчетов внедрение проволоки с металлическим кальцием по сравнению с использованием в действующей технологии проволоки с силококальцием СК30 или проволоки с FeCa30 является целесообразным как технически (выше коэффициент усвоения и ниже расход проволоки), так и экономически (прогнозируемые годовые экономические эффекты составляют соответственно 3271,7 тыс. руб. и 4035,2 тыс. руб.).
По результатам проведенных работ определено, что оптимальная скорость ввода инжекционной проволоки с металлическим кальцием – 70- 80 м/мин.
После обработки содержание фосфора и серы изменялось незначительно, а содержание азота увеличивалось на 0,0008...0,0020 % в зависимости от степени развития реакции на поверхности металла в ковше и интенсивности перемешивания.
Тип продуктов раскисления и чистота по неметаллическим включениям стали выше в промежуточном разливочном устройстве, которые влияют на степень зарастания стакана разливочного ковша, зависят от соотношения концентраций Ca/Al.
Морфология оксидных и сульфидных включений хорошо контролируется в процессе охлаждения и кристаллизации слитка. Эти включения малы, неравномерно распределены и хорошо деформируются при прокатке.
Обработка кальцием в ковше стали раскисленной алюминием при 1610С с использованием более надежной армированной сталью металлической кальциевой проволоки и установка для ее введения в металл, заслуживают внимания специалистов. Проблема сводится к увеличению степени усвоения кальция и снижению частоты появления языков пламени и дыма.
Использование проволоки с наполнителем инжекционный металлический кальций технологических осложнений не вызывает. Пироэффект при введении данной проволоки на уровне с проволокой силико – и феррокальцием.
Усвоение кальция при использовании проволоки с инжекционным металлическим кальцием значительно превышает усвоение при использовании порошковой проволоки с феррокальцием.
Применение кальцийсодержащей проволоки совместно с продувкой аргоном обеспечивает повышение чистоты стали по неметаллическим включениям.
При использовании инжекционной проволоки с металлическим кальцием необходимо учитывать ее более высокую жесткость металлического и меньший диаметр по отношению к проволокам с силикокальцием и феррокальцием.