Источник://Журнал "Сталь",№12. 2004 г., с. 29-31

УДК 669.182:621.746

Освоение производства непрерывнолитой сортовой заготовки из мартеновской стали

В. Ф. Рашников, Р. С. Тахаутдинов, Ю. А. Бодяев, В. М. Корнеев, А. В. Сарычев ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат"

В настоящее время на Магнитогорском металлургическом комбинате ведется реконструкция мартеновского цеха с заменой разливки стали в изложницы на непрерывную. Эта программа создания современного высокотехнологичного комплекса производства сортовой заготовки — одно из важнейших направлений дальнейшего технического развития комбината.

Известно. что перевод мартеновских цехов на непрерывную разливку ограничивается объективными факторами: недостаточным размером (по ширине и высоте) разливочных пролетов. плотностью застройки заводских площадок. сложностью доставки стали к отдельно стоящим МНЛЗ, мелким сортаментом заготовки, большой вместимостью печей и др. Для условий ОАО ММК наиболее оптимальным решением оказалось размещение МНЛЗ в габаритах существующего цеха, для чего из эксплуатации были выведены мартеновские печи № 26. 27 и 28. Схема сортовой МНЛЗ приведена на рис. 1.

Контракт на поставку двух высокоскоростных пятиручьевых сортовых МНЛЗ радиального типа обшей годовой производительностью 2 млн. т. в год был подписан с компанией VА1 весной 2003 г.

Установлен гидравлический механизм качания "Dinaflax". Амплитуда качаний кристаллизатора в пределах 0 ± 9 мм при частоте качаний 30 - 300 в минуту. Для резки заготовок на мерные длины используются машины газовой резки. Заготовки охлаждаются на кантующем холодильнике.

Ориентация развития сталеплавильного производства в России на сооружение мартеновских, а затем конвертерных цехов с агрегатами вместимостью до 350 - 370 т и электросталеплавильных цехов с 100 - 200-т печами обусловливает необходимость использования высокопроизводительных МНЛЗ. Поэтому суммарная годовая производительность машин. устанавливаемых в мартеновском цехе комбината, по проекту достигает 2 млн. т. или 200 тыс. т заготовки на один ручей. что намного превышает показатель для современных сортовых машин, составляющий 130-150 тыс. т стали в год.

Для обеспечения заявленной производительности МНЛЗ необходимо вести разливку с большими скоростями при условии работы длинными сериями. Скорость разливки до 5,6; 4,4; 3,6 и 2.7 м/мин для сечений заготовки соответственно 100x100; 124x124, 120x150 и 152x170 мм на машинах, устанавливаемых в мартеновском цехе, обеспечивается применением многоконусных кристаллизаторов (рис. 2).

Для учета производимой продукции в технологической оси МНЛЗ установлены две маркировочные машины, автоматически выполняющие клеймение заготовок согласно порядковому номеру плавки, машины, ручья и заготовки.

В случае разливки флокено- и трещиночувствительных сталей предусмотрены промежуточные участки перед кантующим холодильником, где заготовки, имеющие температуру поверхности около 850 - 950 °С. можно снимать пратцен-краном и складировать в специальные теплоизолирующие термосы. В других случаях замаркированные заготовки с температурой поверхности 450 - 550 °С снимаются со стеллажа после холодильника и отгружаются на склад.

Машины непрерывного литья заготовок оснащены всеми необходимыми средствами автоматизации, что позволяет управлять процессом разливки и работой оборудования в любой момент времени (рис. 3).

Предусмотрена разливка широкого марочного сортамента: малоуглеродистой, углеродистой, низколегированной и высокоуглеродистой сталей, в том числе кордовой и подшипниковой. Подача металла в кристаллизаторы регулируется с помощью калиброванных стаканов диам. 17 -19 мм или стопорных механизмов. Использование системы быстрой замены стаканов (РК8) обеспечивает длительную работу МНЛЗ без остановки, а также позволяет регулировать скорость вытягивания заготовки при разливке открытой струей. Для смазки поверхности гильзы кристаллизатора, контактирующей с формирующейся заготовкой, предусмотрены автоматический подвод внутрь него растительного или синтетического масла при разливке открытой струей, а также ручная подача шлакообразующей смеси при разливке с использованием стопоров и погружных стаканов.

Пробный запуск МНЛЗ № I выполнялся в начале июля 2004 г. В течение первого месяца эксплуатации отрабатывали технологию при разливке в основном углеродистой стали СтЗсп и СтЗпс, содержащей не более 0,003 % А1. Практически все плавки, предназначенные для непрерывной разливки, обрабатывали на построенном одновременно с первой МНЛЗ агрегате ковш-печь. В июле не полностью были разлиты восемь плавок из-за затвердевания металла в калиброванных стаканах промежуточного ковша. Согласно информации о недолитых плавках, критическим становится превышение на 15 °С температуры металла в ковше над температурой ликвидуса. При меньшем перегреве возрастает вероятность этого явления из-за больших теплопотерь струей металла при открытом режиме разливки на участке промковш - кристаллизатор. Поэтому в дальнейшем при определении температурного интервала разливки приняли оптимальную температуру металла в промежуточном ковше с перегревом 20 - 45 °С над температурой ликвидуса. При длительности разливки плавки 80 мин и падении температуры металла в промежуточном ковше по ходу разливки, составляющем 10-15 °С/ч, такие режимы позволяют разливать плавки полностью.

С августа 2004 г. после набора данных и внесения не-обходимых изменений в технологию разливки наступил период вывода машины на проектную производительность и освоения всего необходимого сортамента заготовки. С этого времени до 15 ноября 2004 г. разлито около 1400 плавок (250 тыс. т непрерывнолитой заготовки) на заготовки сечением 124x124, 120x150,150x150 и 152x170 мм. Разлито 154 серии с максимальной длительностью до 304 ч. Среднее число плавок, разливаемых в одной серии, составило 4,3 для разливки с использованием стопоров и 15,6 для открытой разливки.

Освоена разливка низколегированных, легированных и углеродистых сталей. Стали 35, 40, 50К и 70К разливали открытой струей (соответственно 23,8,7 и 13 плавок), низколегированные стали — открытой/закрытой струей: 09Г2С•— 50/15, 25Г2С — 19/8, 35ГС — 47/6, 40С2А — 37/5 плавок. Из результатов анализа качественных показателей непрерывнолитой заготовки (таблица) видно, что в среднем балл дефектов макроструктуры не прёвышает 2 — это соответствует контрактным обязательствам Компании VА1.

Опробована также разливка стали после обработки на агрегате доводки, в том числе с химическим нагревом плавок.

Таким образом, в мартеновском цехе комбината за 3,5 мес. после запуска сортовой МНЛЗ произведено более 250 тыс. т непрерывнолитой заготовки требуемого качества. Освоено производство заготовок сечением 124x124, 120x150,150х150и 152х170мм закрытой и открытой струей, успешно проводится разливка высокоуглеродистого и низколегированного сортамента. Суточная производительность машины увеличилась от 3,9 плавки в июле до 17 плавок в октябре. В августе число случаев прорывов заготовки сокращено по сравнению с состоянием в июле вдвое, а в сентябре и октябре этот показатель уменьшился еще в 2,5 раза.

В октябре пущена в эксплуатацию вторая МНЛЗ, на которой предусмотрено электромагнитное перемешивание металла в кристаллизаторе. Новая технология позволит сократить потери металла в отходы на 290 тыс. т и организовать производство около 2 млн. т сортовой заготовки в год. Расширится марочный сортамент стали после ввода в эксплуатацию агрегата ковш-печь, шире станет спектр разливаемых легированных и высоколегированных сталей.

Подписан контракт с ОМЗ "Уралмаш" на установку новой слябовой МНЛЗ с вертикальным участком для производства в год 2 млн. т. слябовой заготовки в технологической цепочке электропечь - агрегат ковш-печь - МНЛЗ.

Реализация проектов модернизации сталеплавильного и прокатного производств ОАО ММК позволит к 2006 г. увеличить объем выплавки стали на 2 млн. т. в год и достигнуть выпуска 12 млн. т. проката. При этом в обновленном мартеновском цехе будет выплавляться около 4 млн. т. стали.