Описание технологии производства стали марки 09г2с на предприятии оао «русполимет»

 

Технологический цикл производства слитков из стали марки 09Г2С заключается в выплавке железоуглеродистого полупродукта в дуговой сталеплавильной печи ДСП-6, внепечной обработки стали в агрегате ковш-печь с последующим процессом вакуумирования стали в камерном вакууматоре. После этого производят разливку стали в изложницы.

Химический состав железоуглеродистого полупродукта, который выплавляют на предприятии ОАО «Русполимет» в дуговой сталеплавильной печи ДСП-6 для производства стали марки 09Г2С указан в таблице 2.[3]

 

Таблица 2 – Химический состав железоуглеродистого полупродукта, %

C	Si	Mn	Cr	Ni	Cu	S	P
0,05	≤0,10	0,15-0,3	≤0,15	≤0,30	≤0,30	≤0,04	≤0,010

 

На этапе совершенствования технологии выплавку полупродукта проводили без изменений.

Базовая технология внепечной обработки стали

 

По принятой в цехе технологии внепечной обработки стали шлакообразующая смесь состояла из извести в количестве 18 кг/т, плавикового шпата - 0,5 кг/т и алюминия - 1,7 кг/т. Рафинировочная способность данного шлакового режима позволяла получать сталь с содержанием [S] и [N] на уровне 0,005-0,008 % и 0,009-0,012 % соответственно, а загрязненность неметаллическими включениями составляла в большинстве случаев порядка 2,5-3,5 балла.

 

Усовершенствование технологии внепечной обработки стали

 

В связи с необходимостью повышения требований к качеству стали данного класса разработана опытная технология внепечной обработки, которая усовершенствована в части шлакового режима в агрегате ковш-печь и вакууматоре, а также применением микролегирующих добавок.

Так, по предварительной оценке серопоглатительной способности рафинирующего шлака для получения в металле концентрации серы ниже 0,003% количество ковшового шлака увеличено до 38 кг/т (почти в два раза в сравнении с базовой). Для повышения эффективности шлакообразования в сталеразливочном ковше в АКП соотношение плавикового шпата к извести увеличено с 1:36 до 1:6. Это позволяет быстро сформировать большое количество жидкоподвижного рафинирующего шлака, несколько увеличить интенсивность продувки расплава аргоном без оголения металла, т. е. минимизировать вторичное окисление и интенсивность поглощения азота из атмосферы рабочего пространства АКП. Учитывая, что раскисленность рафинирующего шлака при применении базовой технологии (0,5-1,0%FeO) довольно высока количество алюминия для раскисления шлака выбрали пропорционально увеличению массы шлака. Таким образом по опытной технологии шлакообразующая смесь содержит: 30 кг/т извести, 4,8 кг/т плавикового шпата и 3,2 кг/т алюминия. Результаты опытных плавок показали, что данные изменения шлакового режима привели к большей степени рафинирования стали, что позволило получить конечную (после АКП) концентрацию серы в металле ниже 0,003 % и азота ниже 0,010 %.

Режим вакуумирования: выдержка под вакуумом более 10 минут при давлении 1,5 торр. Температура при которой осуществляется внепечная обработка стали - более 1600⁰С.

Химический состав шлака который применяется при ковшевой обработке представлен в таблице 3.

Таблица 3 – химический состав шлака приковшевой обработке стали марки 09Г2С, %

CaO	SiO2	Al2O3	FeO	MgO
50-60	7-11	25-35	0,5-1,0	4,5-8

 

Оценочный расчет коэффициента распределения серы между шлаком и металлом при базовой и усовершенствованной технологии

 

Формула расчет коэффициента распределения серы между шлаком и металлом:

[S] – содержание серы в металле.

Уравнение баланса серы:

где, S_сп – количество серы удаленной со спущенным шлаком;

S_г – количество серы поглощенной из газовой фазы (+) или удаленной газовой фазой(-).

В данном расчете величины S_сп и S_г не учитываются

Подставив в уравнение баланса серы получим:

Где, S_ш - сера, вносимая шихтовыми материалами и легирующими добавками;

(S) - содержание серы в шлаке;

Ш - масса шлака, % к массе металла;

η_s- коэффициент распределения серы между шлаком и металлом.

 

 

Где, m_{шл. см.} - масса шлаковой смеси, кг/т.

 

Коэффициент распределения серы между шлаком и металлом при использовании базовой технологии ([S]=0,006 %; S_ш=0,06; η_s=5):

Коэффициент распределения серы между шлаком и металлом при использовании усовершенствованной технологии ([S]=0,003 %; S_ш=0,06; η_s=5):