Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


СОВРЕМЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА В СТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ ЦЕХЕ № 1 В ВИТКОВИЦЕ

Сталеплавильный цех М1 завода в Витковице — это современный кислородноконвертерный цех, снабженный оборудованием для ковшевой металлургии. Сооружаемая одноручьевая слябовая установка непрерывной разливки стали, которая будет введена в эксплуатацию в 1995 г., завершит реконструкцию этого первоначально мартеновского цеха с отливкой стали в слитки. Развитие новых металлургических технологий было инициировано стремлением повысить гарантию чистоты стали настолько, насколько это возможно для максимального удовлетворения требований потребителей. Технологические методы достижения низкого содержания в стали S, Р, N2 основаны на использовании имеющегося в цехе оборудования. Сталеплавильный цех в настоящее время в состоянии гибко реагировать на вопросы, возникающие при освоении стали новых марок. В толстом листе, производимом из этих новых марок сталей, предназначенном прежде всего для использования в строительстве магистральных газои нефтепроводов, гарантированы высокие значения ударной вязкости в направлении, поперечном направлению волокна, и при испытании полнотолщцнных образцов. Завод в Витковице принадлежит к тем производителям, которые в состоянии удовлетворять эти запросы.

Сталеплавильный цех № 1 в Витковице прошел через существенную модернизацию всего технологического цикла в течение 19811992 гг. От первоначально мартеновского цеха без вторичной металлургии он был развит до современного кислородноконвертерного цеха, снабженного агрегатами вторичной металлургии. В настоящее время цех имеет следующее оборудование: два конвертера вместимостью 75 т, работающих в основном по технологии Ку — БОП (с дополнительным кислородным дутьем) и дожиганием отходящих газов с помощью верхней фурмы; оборудование для десульфурации чугуна в ковше; порционный вакууматор; установку Скандинавией Лансерс (CJI) для десульфурации стали в ковше; стенд для продувки аргоном; два трайбаппарата для введения проволоки с наполнителем, расположенных в отсеке вторичной металлургии. Использование оборудования иллюстрируют следующие данные:

Одноручьевая слябовая машина непрерывной разливки стали и печь—ковш находятся в стадии сооружения, которое будет завершено в 1995г. Пока вся сталь (900 тыс.т в год) отливается в слитки 4,5—15 т. Сталь предназначена для следующих основных видов продукции: толстого листа, крупного и среднего

сорта и в небольшой степени заготовок для бесшовных труб. Модернизация процессов сконцентрирована на усилиях производить сталь высокого качества в условиях, когда еще существует разливка в слитки и для того, чтобы заранее гарантировать такие качественные параметры, которые позволили бы осуществить переход на непрерывную разливку настолько безболезненно, насколько это возможно.

с Для достижения этих требований были определены следующие цели: производить сталь с максимальным содержанием серы 0,01 % и частично с содержанием < 0,005 %; производить сталь с содержанием фосфора < 0,02% и частично < 0,015 %; регулировать содержание азота в стали в определенных пределах, в основном не превышая уровень 0,001%.

Получение низкого содержания серы в стали

Для достижения низкого содержания серы в стали необходимо использование чугуна с содержанием серы ниже 100 ppm в шихте при производстве стали с содержанием серы до 100 ppm; использование в шихте конвертеров десульфурированного чугуна, при этом чугун десульфурируется до содержания серы в зависимости от требуемого содержания серы в стали (для сталей с содержащем серы до 100 ppm и для сталей с содержанием серы до 50 ppm); использование десульфурированного чугуна в шихте, и последующая обработка стали на установках вторичной металлургии CJI путем" вдувания порошкообразного силикокальция для сталей с содержанием серы до 50 ppm.

Из данных рис.1 видно, что к концу 1992 г. и главным образом в 1993 г. произошло существенное снижение содержания серы по сравнению с началом 1992 г. до 130—150 ppm.

На рис.2 приведена доля плавок чугуна с содержанием серы ниже 100 ppm в течение 1993. г. Как видно, достигнутые величины колеблются и в том случае, если в определенные месяцы производилось большее число плавок с требованиями по низкому и очень низкому содержанию серы (<100 и 50 ppm), то производилась десульфурация чугуна вдуванием смеси на основе извести в заливочном ковше.

Прогнозируемые значения конечного содержания серы в чугуне после десульфурации при различных расходах десульфурирующих смесей указаны на рис.З.

На стенде, где обеспечивается глубокая десульфурация порошкообразными материалами по технологии CJI, проводится продувка порошкообразным силикокальцием. В табл.1 показано изменение содержания серы в металле при проведении серии плавок с максимальным конечным содержанием серы в стали 50 ppm.

Достижение низкого содержания фосфора в стали


Для достижения низкого содержания фосфора в призводимой стали используют следующие методы: для производства стали с максимальным содержанием фосфора 0,02% применяют 34 чугун с содержанием фосфора < 0,01%; для призводства стали с максимальным содержанием фосфора 0,015 % необходимо использовать чугун с содержанием фосфора < 0,01 % и иметь в конвертере шлак с основностью > 3,2. ся между 0,14 и 0,16%. Это довольно высокие значения для конвертерного процесса. На уровень содержания фосфора в чугуне в большой мере влияет конвертерный шлак, вводимый в шихту доменной печи. Для выяснения этой проблемы прежде всего были статистически обработаны данные большого числа (п = 682) конвертерных плавок. Результаты обработки показали, что более низкое содержание фоснизком содержании марганца в первой пробе (более низком содержании марганца в чугуне); более низкой температуре на первой повалке; более высокой основности конечного шлака; более высокого содержания железа в конечном шлаке.

Для подтверждения этих положений была проведена обработка серии плавок с содержанием в чугуне фосфора < 0,1% и уменьшенным содержанием марганца. Плавки были сопоставлены с плавками, проведенными с использованием чугуна обычного химического состава (табл.2.)

Была подтверждена необходимость уточнения химического состава чугуна и модифицирования шлакового режима в конвертере.

Оптимизация содержания азота в стали

Несмотря на тот факт, что в настоящее время наблюдалось слабое постепенное уменьшение среднего содержания азота (рис.5), среди проведенных плавок имелись и такие,по содержанию азота 0,010 % в которых превышен. Это относится прежде всего к плавкам, обработанным для получения низкого содержания серы, на которых в процессе продувки содержание азота в стали увеличивалось более 0,01%.

В этом случае используют следующую технологию: максимальная десульфурация чугуна достигается на первой стадии при продувке десульфурирующим порошком в струе аргона; плавка в конвертере ведется с присадкой руды в количестве ~ 6 кг на 1 т для интенсификации процесса обезуглероживания; раскисление проводится таким образом, чтобы максимальное содержание кремния в стали составляло 0,10 % (в спокойных сталях это относится и к кремнию и к алюминию), а максимальное содержание алюминия 0,005 %; плавки подвергаются вакуумированию с продувкой аргоном и легируются после дегазирования.

Результаты использования этой методики — уменьшение содержания (в числителе— минимальное, в знаменателе — максимальное) азота по сравнению со стандартной технологией иллюстрируют следующие данные, ppm:

Сталь, выплавленная с использованием этих технологических приемов, в конечном итоге содержит 60—80 ppm азота.

Увеличение производства стали повышенного качества в сталеплавильном цехе № 1 в Витковице реализуется на основе использования новых технологий, в которых главное внимание уделяется максимальному уменьшению содержания в стали остаточных элементов. Имеются в распоряжении технологии достижения низкого содержания серы при пониженном содержании фосфора и оптимальном содержании азота, в том числе для производства листовых сталей для труб магистральных газо и нефтепроводов категорий Х52, Х60 и Х70 по стандарту API. Этот лист, используемый после контролируемой прокатки, должен обладать изотропными свойствами, гарантированными значениями ударной вязкости в направлении, поперечном направлению волокна, и при испытании полнотолщинных образцов. После завершения сооружения слябовой установки непрерывной разливки стали ожидается значительное. увеличение заказов на стали с высокими качественными показателями в соответствии с мировыми тенденциями развития металлургического производства.

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ Черная металлургия России и стран СНГ в XXI веке. Т о м 3, Москва 1994

Экспертиза

на главную