Обработка металла под давлением

                        Характеристика получаемой дроби

               Гранулометрический состав, мм                        0,5…5,0

     Фактор  формы              0,85...1,00

     Плотность, г/см³                                                   6,5...7,2

     Твёрдость, HRC                                                   25...60

     Циклическая стойкость, циклы                            400

     Содержание  кислорода, %                                   < 0,05

     Насыпная  плотность, г/см³                                     1...5

     Магнитная проницаемость, Гс/э                            1 ...9

     Давление  распыливающего воздуха < 0,4 МПа при  разовом распылении 0,05...7,00т[33].

     В дальнейшем В.И. Багрянцевым и А.В. Чевалковым было предложено интенсифицировать  процессы распыления расплавов и  их охлаждения при использовании закрученных газовых потоков [62].

     В отличие от прямоструйных форсунок существенное влияние на структуру  вращающейся газовой струи на выходе из форсунки оказывает обратный поток со стороны замкнутого объёма по оси к выходному отверстию форсунки, которая увеличивает угол раскрытия газовой струи и резко сокращает её длину. На образование обратного потока оказывает влияние интенсивность закрутки, наличие центрального тела в приосевой зоне форсунки. Изменяя величину интенсивности и расположение обратного потока, можно изменять механизм распада струи расплава, регулируя фракционный состав порошка (гранул), структуру факела распыления. В закрученном газовом потоке распад струи расплава начинается в низкоскоростной приосевой зоне за счёт разрежения воздействия прямого или обратного газового потока. На этом участке дробление расплава подобно его распылению под действием центробежных сил [62].

     Процесс распыления сопровождается интенсивным  охлаждением капель расплава. В период начала дробления капли охлаждаются в условиях несформировавшегося теплового пограничного слоя и процесс имеет нестационарный характер.

     Окончательное охлаждение затвердевших капель может  производиться: в свободном полёте, излучением и конвекцией, что требует увеличения габаритных размеров охладителя; в попутном газовом потоке; попутным, вращающимся, соосным газовым потоком; встречными обычными и закрученными газовыми струями; в водяной ванне; различными комбинациями этих схем [62].

          
 
 

       
 

                                  Выводы и задачи исследования 

     По  результатам проведенного обзора научной  литературы поставлена цель диссертационной  работы: разработка технологии применения гранулированного алюминия при раскислении стали во время выпуска жидкого металла из сталеплавильного агрегата для снижения расхода дорогостоящего элемента и повышения качества производимой продукции.

     Для достижения заданной цели в работе поставлены следующие основные задачи:

- исследование влияния различных технологических факторов на ход процесса раскисления стали гранулированным алюминием, поиск их оптимальных значений и разработка рекомендаций по условиям проведения процесса раскисления стали;

          - исследование усвоения алюминия при различных технологиях раскисления стали в момент выпуска металла из плавильного агрегата;

          - исследование влияния фракционного состава присаживаемых элементов на процесс взаимодействия раскислителя с кислородом расплава;

          - исследование и разработка технологии производства гранулированного алюминия фракции 7-15 мм;

         - производственные испытания и практическое применение гранулированного алюминия при раскислении конструкционной высококачественной  стали. 
 
 
 
 
 
 
 

      2. Разработка технологии  раскисления стали  с целью получения  остаточной концентрации  алюминия 0,03-0,04%. 

      2.1 Методика работы 

    Исследованы и произведены испытания по практическому  применению гранулированного алюминия при производстве конструкционной  высококачественной стали.

    Выплавлена  сталь с содержанием Si < 0,03 % и S < 0,015 % при содержании C и Мn 0,10-0,20 % и 0,6-1,0 %. Проведено 80 плавок стали SS 400 по JIS 63101.

    При обработке стали в ковше удаление S возможно только из раскисленного металла. Учитывая, что полуспокойные стали раскисляются алюминием, кремний, обладающий меньшим сродством к кислороду, окисляется незначительно, что может привести к содержанию его выше требуемого [63, 64]. 

       Шихтовые материалы и их подготовка.

    Жидкий  чугун, поступающий в миксерное  отделение цеха, должен соответствовать  требованиям ТУ 14-106-260-97, ТУ 14-106-554-98 и  подаваться из доменных цехов в предварительно очищенных чугуновозных ковшах.

    Массовые  доли элементов в поступающем  чугуне приведены в табл. 2.

                                                                                                                                                  Таблица 2                           

       

    Уровень жидкого чугуна в чугуновозных ковшах, поступающих из доменных цехов, должен быть на 200-250 мм ниже верхней кромки ковша, но не менее 2/3 высоты наполнения ковша [65].

    При наличии толщины слоя шлака в  чугуновозных ковшах более 250 мм производят скачивание шлака.

    Чугун переливают в заливочный ковш после  получения результатов химического  анализа проб, отобранных в доменном цехе при выпуске чугуна. После  наполнения заливочного ковша чугуном  производят взвешивание чугуна, отбирают пробу в соответствии с требованиями ГОСТ 7565-81 и отправляют в экспресс-лабораторию.

    Температуру чугуна в заливочном ковше измеряют термоэлектрическим преобразователем после наполнения ковша.

    Загружаемый в конвертер металлический лом  должен иметь габаритные размеры  не более: пакеты – 2000 1000 700 мм, конструкции - 2000 1000 700 мм, длинномерные изделия (трубы, рельсы, балки, сортовой прокат) - 3000 мм, обрезь слябов и скрапа - 1000 мм [65, 66].

    Количество  обрези  слябов должно быть не более 15 % от массы твёрдой металлической  шихты, подаваемой на плавку.

    Не  допускается в металлошихте наличие  стружки (кроме пакетированной), цветных металлов, окалины, взрывоопасных и вредных примесей (взрывчатых веществ, закрытых сосудов, пакетов со льдом, маслом).

    Металлический лом первого сорта, металлизованные  окатыши и брикеты железной руды (ГБЖ) отдельно складируют в шихтовых открылках и используют при производстве стали:

• с массовой долей серы не более 0,018 % без обработки ТШС и не более 0,010 % с обработкой ТШС;
• с массовыми долями хрома, никеля, меди в сумме не более 0,07 %;
• при производстве низкокремнистой и низкосернистой стали;
• при производстве низкоуглеродистой качественной стали по ГОСТ 9045.

    Металлический лом третьего сорта отдельно складируют в шихтовых открылках и используют целевым назначением.

    Металлошихту, поступившую из копрового цеха с  пометкой в сопроводительном документе "трансформаторная сталь" отдельно складируют в шихтовых открылках  и используют целевым назначением.

    Перед подачей в загрузочный пролёт металлошихту в лотках взвешивают.

    Охладители  и шлакообразующие материалы, поступающие  в конвертерное отделение должны соответствовать следующей нормативной документации: железорудные окатыши - ТУ 0722-031-00186803-99; агломерат высокоосновный - ТУ 14-106-563-99; известь металлургическая - ТУ 14-106-506-96; доломит металлургический - ТУ 14-106-566-99; известняк - ТУ 0750-005-00186855-97; доломит сырой марки ДО-20 - ТУ 0753-009-00186861-98; твёрдый конвертерный шлак с размером зёрен от 10 до 70 мм - ГОСТ 3344-83; плавиковый шпат - ГОСТ 29220-91. Охладители и шлакообразующие материалы должны быть воздушно сухими.

    Размер  кусков плавикового шпата должен быть от 10 до 80 мм. Массовая доля фракций  менее 10 мм и более 80 мм должна составлять не более    10 % каждой [66].

    В качестве основных шлакообразующих  материалов применяют известь металлургическую марки ИС-1 первого сорта (сумма  массовых долей оксидов кальция и магния не менее 92 %, массовая доля потерь при прокаливании - не более 5,0 %) и доломит металлургический марки ДС (массовая доля оксида магния не менее 30 %, массовая доля потерь при прокаливании - не более 5,0 %) [66].

    Приём извести и доломита металлургического  производят с учётом обеспечения  длительности их хранения в бункерах конвертерного цеха не более 24 часов.

    Садка конвертера состоит из жидкого чугуна и твёрдой металлошихты. Масса  садки - 360 т, в том числе: чугун 250-310 т; твёрдая металлическая шихта 110-50 т [65].

    Шихтовку  плавки (соотношение жидкого чугуна и твёрдой металлошихты в садке) устанавливают на основании утверждённых норм расхода чугуна, теплосодержания  чугуна, расхода шлакообразующих  материалов и из расчёта окончания  продувки с получением заданной массовой доли углерода, температуры металла  и основности конечного шлака.

    Влияние различных факторов на расход чугуна и другие параметры конвертерной плавки приведены в табл. 3.

    При недостатке чугуна для корректировки  температурного режима плавки в качестве теплоносителя используют кокс (ТУ 14-106-269-86).

    Расход  кокса должен быть не более 12 кг/т  и, при этом, шихтовку плавки

    устанавливают в соответствии с требованиями, приведёнными в табл. 3.

          При избытке чугуна производят  частичную или полную замену  металлолома железорудными окатышами  или агломератом высокоосновным. Массовый расход железорудных окатышей и агломерата высокоосновного на плавку определяют в соответствии с требованиями. Порядок загрузки металлошихты в конвертер:

    - металлический лом, при этом, в  первую очередь – легковесный  (мелкий и пакеты), затем тяжеловесный  лом;

    - известь и (или) доломит металлургический;

    - жидкий чугун.

 

                                                                                                                                                                                          Таблица 3