ВЛИЯНИЕ ШЛАКА ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОВША НА ЗАГРЯЗНЕННОСТЬ СТАЛИ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ

Шлаковая смесь в промежуточном ковше предназначена для уменьшения тепловых потерь металла, исключения его контакта с воздухом и ассимиляции всплывающих неметаллических включений [1—3].

Состав шлакообразующей смеси (ШОС) должен соответствовать марочному и размерному сортаменту отливаемых заготовок с учетом конкретных условий разливки стали. Разработка состава смеси ведется в направлении создания двухслойного покрытия: жидкий слой для ассимиляции неметаллических включений и предотвращения окисления и слой, состоящий в основном из порошка, создающий теплоизоляцию металла с температурой поверхности 600650 °С.

Нами на Оскольском электрометаллургическом комбинате проведены исследования по разработке нового состава ШОС для защиты металла в промежуточном ковше. В процессе исследований были испытаны две шлаковые смеси, которые в своем составе не имели фторсодержащих ингредиентов: ШОС—П1 на основе Ca0Si02 и ШОСП2 на основе Si02Al203. Опытные ШОС изготовляли по принятой в цехе технологии. Порошок расфасовывали в полиэтиленовые мешки массой по 10 20 кг.

Расплавленная на поверхности металла в промежуточном ковше ШОС на основе СаО—Si02 представляла консистенцию густой сметаны, а на основе Si02—А12Оэ имела вид густой стекловидной массы. Температура поверхности защитного покрытия была соответственно 750— 850 и 600650 °С.

Шлаки на поверхности металла в промежуточном ковше оставались жидкими до конца разливки серии плавок, не препятствовали управлению стопорами и мало изменялись при попадании в промковш шлака из сталеразливочного ковша. Шлаковые покрытия не разрушали стопора и футеровку промежуточного ковша.

На большом массиве плавок установлено, что при использовании ШОС—П1 изменение температуры по отношению к первому замеру колебалось от +4 до —12 °С, а при использовании ШОС—П2 от +7 до —5°С. Последняя обладает лучшими теплоизолирующими свойствами, хотя расход ее на зеркало металла площадью 16 м2 в промежуточном ковше (22 т) не превышал 150 кг, или 10—13 кг/м2, тогда как расход ШОС—П2 составлял около 200 кг, или 1315 кг/м2.

При разливке стали с повышенным содержанием марганца имело место значительное (до 25%) повышение МпО в шлаке. Жидкоподвиж ность шлака основы СаО—Si02 увеличивалась, тогда как шлак основы Si02—А12Оэ оставался такой же консистенции и сохранял свои технологические характеристики.

Проводилась сравнительная оценка чистоты проката по неметаллическим включениям (макро и микро), разлитого под ШОС—П1 и ШОС—П2 с базовыми плавками, разлитыми под ШОС "Ферракс" (экзотермической шлакообразующей смесью).

Исследованием установлено, что заготовки, разлитые под шлаковой смесью на основе СаО—Si02, характеризуются повышенной загрязненностью неметаллическими включениями. Так, при сопоставлении результатов исследования опытных плавок с базовыми уровень загрязненности неметаллическими включениями по ГОСТ 177870 стали 32ГС выше серийного (количество выпадов 66,0 и 44,0 % соответственно). Загрязненность макровключениями образцов стали ШХ15 (/уД < 1,5 мм/дм2), определенная подсчетом включений, в "синих" изломах возросла по сравнению с базовым уровнем с 7,5 до 41,5 мм/дм2.

По результатам контрольных испытаний количество выпадов по недопустимым растравам в макроструктуре 12 плавок (Ст.20Х, 4183, 4185, 4189) возросло до 25% (базовый уровень для 378плавок— 4,2%).

Таким образом, металл, разлитый с защитой в промежуточном ковше ШОС, основой которой является СаО—Si02, заметно ухудшает качество непрерывнолитых заготовок.

Сравнительная оценка чистоты металла по неметаллическим (макро и микро) включениям 9 плавок стали ШХ15 и 25 плавок стали 20, 32Г2, 18ХГТ, 45, 45Х, 246070, 4189 при использовании в промежуточном ковше ШОС—П2 системы Si02—А1203 показала, что загрязненность неметаллическими макровключениями в синих” изломах опытных плавок стали ШХ15 значительно ниже, чем в базовых плавках (/уд > 1,5 = 5,9 мм/дм2 и /уД > 1,5 = 11,1 мм/дм2 соответственно). Увеличения загрязненности металла сульфидными и оксидными включениями не обнаружено. Содержание кислорода и азота в опытных плавках не превышало содержание их в серийном металле.

При исследовании качества заготовок опытных плавок стали 54ПП и 32Г2 не обнаружено скоплений недопустимых растравов на макротемплетах, а на 25 плавках (сталь 45, 20ПВ, 2470, 4189) растравы не превысили базовый уровень (4% для 624 плавок).

Таким образом, качество проката из заготовок, отлитых с защитой металла в промежуточном ковше ШОС—П2, основой которой является Si02—А1203, не только не уступает качеству металла, полученного по серийной технологии, но и превосходит его по уровню чистоты металла.

Разработана шлакообразующая смесь для защиты поверхности металла в промежуточном ковше на основе Si02—А1203, обеспечившая значительное снижение загрязненности непрерывнолитых заготовок крупными неметаллическими включениями.

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