Совершенствование технологии производства трубной стали с низким содержанием водорода в кислородно-конвертерных цехах

• Автор: Николаев, Алексей Олегович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Место защиты: Б. м.
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1 Современное состояние изучения проблемы содержания водорода в стали

1.1 Водород в жидкой и твердой стали

1.2 Влияние водорода на свойства стали

1.3 Дефекты, вызванные повышенным содержанием водорода в стали

1.3.1 Флокены в изломе

1.3.2 Пузыри (вздутия)

1.4 Способы и пути снижения содержания водорода в стали

1.4.1 Удаление водорода в процессе плавки

1.4.2 Предотвращение насыщения стали водородом
1.4.3 Продувка металла нейтральным газом
1.4.4 Вакуумная дегазация
1.4.5 Использование гидридообразующих элементов
1.4.6 Противофлокенная обработка
1.5 Основные модели получения необходимого содержания водорода в жидкой стали
1.6 Цели и задачи исследования
Глава 2 Характеристика объекта исследования. Влияние содержания водорода на качество
стали
2.1 Краткая характеристика кислородно-конвертерного цеха ОАО «ММК» и существующей технологии выплавки стали
2.1.1 Общие сведения об ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат»
2.1.2 Кислородно-конвертерный цех ММК
2.1.3 Вакуумирование металла
2.1.4 Краткая характеристика исследуемого сортамента сталей
2.2 Методика определения водорода в жидкой стали и твердом металле
2.3 Влияние водорода на развитие сталеплавильных дефектов
2.3.1 Результаты металлографических исследований
2.3.2 Зависимость развития дефектов от содержания водорода в стали
2.4 Выводы по разделу
Глава 3. Влияние технологических факторов на содержание водорода в стали
3.1 Содержание водорода в металле в конце продувки кислородом
3.2 Содержание водорода в металле при различных технологических операциях,
производимых в сталеразливочном ковше
3.3 Анализ подготовки материалов, используемых в производстве стали

3.3.1 Анализ технологии прокаливания ферросплавов в печах различного типа
3.3.2 Факторы, определяющие влияние извести на увеличение содержания водорода в стали
3.3.3 Изменение качества флюидизированной извести в зависимости от условий ее хранения
3.4 Удаление водорода из жидкой стали
3.4.1 Исследование удаления водорода во время продувки металла аргоном
3.4.2 Удаление водорода во время вакуумирования на установке типа 1Ш
3.5 Изменение содержания водорода по ходу разливки
3.6 Выводы по разделу
Глава 4. Совершенствование технологии выплавки стали на основании результатов проведенных исследований
4.1 Производство конструкционных сталей
4.2 Производство трубной стали
4.3 Внедрение полученных результатов
4.4 Математическое моделирование получения необходимого содержания водорода для улучшения качества стали
4.4.1. Выбор и обоснование способа моделирования
4.4.2 Обоснование моделирования
4.4.3 Описание модели
4.4.4 Апробация модели
4.5 Выводы по разделу
Глава 5 Исследование изменения содержания водорода в твердой стали
5.1 Изменение содержания водорода в процессе кристаллизации и последующей выдержки сляба
5.2 Исследование насыщения металла водородом при нагреве перед прокаткой
5.3 Исследование изменения содержания водорода в процессе замедленного охлаждения
5.4 Обобщенный анализ изменения содержания водорода в твердой стали
5.5 Выводы по разделу
Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Список использованной литературы
Приложение
Приложение
Приложение

Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

- комплексные НВ - (А1. Са, И) - четыре пробы (24%).
По полученным спектрограммам в 41% случаев причиной отсортировки явились остатки ШОС, в 35% случаев - элементы футеровки промежуточного ковша и 24% - комплексные экзогенные НВ. Таким образом, в марте в 86% и в апреле в 87% случаев причиной отсортировки металла трубного сортамента является пузырь-вздутие по скоплениям неметаллических включений. Это происходит вследствие выделения водорода в наиболее ослабленных местах листа по месту неметаллического включения с образованием пузыря-вздутия при остывании раскатов после прокатки на ПФО или на холодильнике.
Также в период с 04.03 по 10.03.2013 года в ЛПЦ-9 на установке ультразвукового контроля (УУЗК) «АЮТ» проводилась работа по исследованию расположения дефектов в теле раскатов на трубных сталях. Было предоставлено 86 дефектограмм от 97 забракованных листов с 40 плавок. Из них официально переведен в брак по дефекту «нарушение класса сплошности» - 61 лист (54 дефектограммы). Остальные 36 листов (25 дефектограмм) переведены в брак по дефекту «неметаллические включения», но в любом случае были бы забракованы по результатам ультразвукового контроля (УЗК), поэтому учитываются все дефектограммы.
Всего за отчетный период (по данным дефектограмм) было забраковано 798,4 ты из них: К60- 707 х (88.6%). Х80-75,1 ты (9.4%), 17Г1СУ- 12,8(1,6%), К56-3,52 (0,4%). Таким образом, с увеличением степени легированное стали пораженность дефектами возрастает и определяется, в конечном итоге, удерживанием большего количества водорода в металле готового толстого листа.
Все дефекты являлись единичными и по площади листа распределились в следующем соотношении:
- тело листа - 91 случай (93,8%), забраковано 748.4 т;
- боковая кромка листа - пять случаев (5,2%), забраковано 41.2 т;
- торцевая кромка листа - один случай (1%). забраковано 8,74 ты.
Распределение по глубине залегания дефектов следующее:
- /г - 37 случаев (38.1%). отсортировано 294,8 т;
- % - 38 случаев (39,2%), отсортировано 3 I 7,2 т;
- % - 22 случая (22,7%), отсортировано 186,4 т.
Было установлено, что большинство дефектов располагаются в теле листа (93,8%), а распределение по глубине залегания дефектов примерно равномерное, но несколько больше дефектов располагается в верхней части листа и в середине листа, что можно объяснить диффузией водорода к поверхности во время замедленного охлаждения, и, как следствие, развитием там дефектов в местах ослабления металла (неметаллические включения, микротрещины).