Разработка и внедрение технологии производства непрерывнолитых заготовок для производства железнодорожных рельсов I группы в условиях НТМК

• Автор: Федоров, Леонид Константинович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Н. Тагил
• Количество страниц: 127 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Непрерывная разливка рельсовой стали

1.1. Оборудование и технология

1.2. Особенности кристаллизации непрерывного слитка рельсовой 9 стали

1.2.1. Затвердевание непрерывнолитого блюма в зоне вторичного охлаждения

1.3. Влияние технологических параметров разливки на качество макроструктуры непрерывнолитой заготовки

1.3.1. Сечение непрерывнолитой заготовки

1.3.2.Температурный режим непрерывной разливки

1.3.3. Скоростной режим непрерывной разливки

1.3.4. Интенсивность вторичного охлаждения

1.4. Электромагнитное перемешивание при непрерывной разливке рельсовой стали
Цели и задачи диссертационной работы.
2. Исследование и классификация основных дефектов непрерывнолитых блюмов 0x0 мм рельсовой стали
2.1. Методика исследования
2.2. Ликвационные полоски и внутренние трещины
2.3. Неметаллические включения
2.4. Осевая пористость и осевая ликвация
2.5. Завороты и заливипы на гранях блюма
2.6. Схема перехода дефектов литой заготовки в готовый рельс
3. Исследование и разработка технологии внепечной обработки для непрерывной разливки рельсовой стали
3.1. Обработка рельсовой стали на установке печьковш
3.1.1. Продувка рельсовой стали аргоном
3.1.2. Обработка рельсовой стали модификаторами
3.2.Вакуумирование рельсовой стали
4. Разработка и внедрение температурноскоростного режима непрерывной разливки рельсовой стали
4.1. Т емпература металла
4.2. Рабочая скорость разливки
5. Совершенствование технологии разливки
5.1. Разработка состава шлакообразующей смеси
5.2. Разработка параметров качания кристаллизатора
5.3. Определение количества металла в промежуточном ковше и
заглубления погружного стакана
5.4. Разработка технологии автоматического поддержания уровня металла в кристаллизаторе
5.5. Технология подачи ШОС в кристаллизатор
6. Разработка режимов вторичного охлаждения блюма рельсовой стали сечением 0x0 мм
6.1. Метод расчета кривой охлаждения в зоне вторичного охлаждения с учетом напряжений и деформаций в корке слитка
6.2. Системный анализ влияния условий охлаждения в зоне
вторичного охлаждения на температуру, напряжения, деформации в слитке
6.3. Вычисление параметров охлаждения слитка с учетом
коэффициента теплоотдачи напряжений и деформаций в слитке
7. Особенности прокатки и термической обработки рельсов из 5 блюмов 0x0 мм и техникоэкономические преимущества комплексной технологии производства
8. Исследование качества литых блюмов и готовых рельсов, 9 изготовленных с применением комплекса разработанных технических решений
Общие выводы
Справка о внедрении результатов диссертационной работы, 6 приложения 1,
Литература


В настоящее время широко практикуется микролегирование рельсовой стали ванадием, титаном, цирконием и модифицирование кальцием, магнием, РЗМ[]. Значительно увеличивается стойкость рельсов при их термообработке. Используется закалка поверхности головки рельсов и объемная закалка. Применяется как закалка с печного нагрева, так и нагрев токами высокой частоты. В качестве закалочрщгх сред используется масло, вода, распыленная водо-воздушная смесь [-]. Поверхностная закалка увеличивает стойкость рельсов на %, объемная закалка в 1,8-2,0 раза. Применение непрерывной разливки стали может существенно снизить стоимость рельсов. Однако для этого требуется такая организация технологического процесса и применение таких технических решений, которые позволят избежать характерных дефектов неирерывнолитой заготовки, переходящих в готовые рельсы. Ранее проведенными исследованиями в полупромышленных условиях была доказана принципиальная возможность производства железнодорожных рельсов из непрерывнолитых заготовок кислородно-конвертерной стали [-]. В г. ЦНИИчерметом и УкрНИИметом в условиях НПО “Тулачермет” были получены непрерывнолитые заготовки кислородноконвертерной стали крупного сечения - 5x0 мм. Из заготовок были прокатаны рельсы Р и Р на комбинате “Азовсталь” и Р на Днепровском металлургическом комбинате им. Дзержинского. Были получены положительные результаты []. Была опробована непрерывная разливка рельсовой стали I и II группы качества по ГОСТ 2- на УНРС Оскольского электрометаллургического (ОЭМК), Орско-Халиловского металлургических комбинатов и Донецкого металлургического завода. Сталь выплавляли в дуговых электропечах и перед разливкой на УНРС продували аргоном и вакуумировали. На УНРС вертикального и радиального типов было разлито свыше 3 тыс. I и II групп качества, выход годных заготовок составил ,2 и ,7% соответственно. На радиальных машинах ОХМК подвод металла в промковш осуществляли открытой струей, а в кристаллизаторе поверхность металла защищали шлакообразующей смесью. На Донецком металлургическом заводе струю металла, поступающую в промковш, защищали шамотографитовой трубой, для засыпки зеркала металла использовали графит. На ОЭМК для защиты струи металла на участке стальковш-промковш применяли шамотографитовые огнеупорные трубки, которые с помощью специального устройства стыковали со стаканом шиберного затвора; поверхность металла в кристаллизаторе защищали шлакообразующей смесью. ОЭМК позволило получить содержание кислорода в среднем 0,% для I группы качества стали и 0,% для II группы, т. ОХМК и Донецкого металлургического завода соответственно. На ОЭМК на опытных плавках была опробована система водовоздушного охлаждения, которая обеспечила снижение удельного расхода воды на % по сравнению с ОХМК. При этом наблюдалось более равномерное распределение температуры поверхности по периметру заготовки на выходе из зоны вторичного охлаждения, огбраковка заготовок по поверхностным дефектам уменьшилась с 4,3 до 0,4%. При опробовании разливки рельсовой стали на Кузнецком металлургическом комбинате (КМК) установлено, что выход рельсов 1 сорта из непрерывнолитых заготовок на и % выше для рельсов I и II групп качества соответственно, чем для рельсов из обычных слитков. По сравнению с рельсами текущего производства на КМК рельсы из непрерывнолитых заготовок не имеют отсортировки по неметаллическим включениям в виде строчек, уровень механических свойств достаточно стабилен, выше требований ГОСТ 2- и находится в более узких пределах. В работе [] сообщается, что при разливке трех опытных плавок рельсовой стали на У НРС Донецкого металлургического завода температура металла в промежуточном ковше составляла -°С, скорость разливки для первой и второй плавок - 0,7 м/мин, для третьей - 0,5 м/мин. УНРС имела две зоны охлаждения, общий расход воды по которым составлял и м3/ч соответственно. В зоне вторичного охлаждения применяли экранирование заготовки, благодаря чему снизился удельный расход воды, составлявший 0,2-0,3 л/кг стали. Это обусловило в определенной мере “мягкое” вторичное охлаждение, что способствовало снижению пораженности заготовок внутренними трещинами.