3 Сортамент выпускаемой продукции и её значение для хозяйства страны

По проекту в конвертерном цехе № 1 намечалось выплавлять сталь рядовых углеродистых марок обыкновенного качества (1кп,1пс, 1сп, 2кп, 2сп, 3кп, 3пс, 3Гпс, 3сп, 4кп, 4пс, 4сп, 5пс, 5сп, 5Гпс, 6сп, 08кп). Цех специализируется на производстве длинномерного проката из простых марок стали обычного качества или низколегированной стали, в основном арматуры, катанки и пр., а также фасованного проката (равнополочный уголок, балка, швеллер и др.). А также : прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали; проволока стальная сварочная; прокат листовой для холодной штамповки из конструкционной качественной стали; прокат из легированной конструкционной стали; сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций; прокат из качественной конструкционной углеродистой и легированной стали для холодного выдавливания и высадки; сталь арматурная термомеханически упрочненная для железобетонных конструкций; сталь и прокат из рессорно-пружинной углеродистой и легированной стали; прокат из стали повышенной прочности.

4 Технология выплавки и разливки стали

Шихтовка плавки и загрузка конвертера.

Плавки шихтуются машинистом дистрибутора и мастером конвертеров из расчета получения кратного количества слитков и окончания продувки при заданных химическом составе и температуре металла. После выпуска предыдущей плавки мастером конвертеров вместе со сталеваром производится осмотр футеровки конвертера и сталевыпускного отверстия; при необходимости производится подварка, торкретирование футеровки или ремонт сталевыпускного отверстия. При удовлетворительном состоянии футеровки конвертера после выпуска плавки производится подготовка шлака для наведения шлакового гарнисажа по трем вариантам в зависимости от визуальной оценки состояния футеровки и состояния оставленного шлака:

• при содержании FeO в шлаке менее 20% гарнисаж наводится без добавления извести и углеродсодержащих материалов (уголь, кокс, антрацит).

• при содержании FeO в шлаке более 20% (шлак ”передутый”) для вспенивания шлака присаживается углеродсодержащий материал, затем часть шлака сливается в шлаковую чашу и на оставленный шлак отдается известь или доломит.

• при повышенном износе футеровки шлакового пояса конвертера производится додувка на шлак, затем присадкой углеродсодержащих материалов шлак вспенивается, присаживается известь (доломит) и наносится шлаковый гарнисаж.

Допускается на оставленный шлак присаживать магнезиальносодержащие флюсы в количестве от 2 кг/т до 5 кг/т стали и производить раздувку шлака азотом. После подготовки шлака кислородная фурма опускается в конвертер в крайнее нижнее положение и подается азот с расходом 400 м³/мин и давлением не менее 12 кг с/см². Длительность раздувки шлака азотом от 3 мин до 5 мин до исчезновения выноса шлака через горловину конвертера. Допускается покачивание конвертера во время подачи азота в обе стороны с отключением блокировки. При исправной футеровке и нормальном сталевыпускном отверстии конвертер отдается под плавку по разрешению мастера конвертеров.

Вначале в конвертер загружается металлолом. При использовании в завалку скрапа шлакометаллического его рекомендованный расход составляет (10-50)% от массы твердой металлошихты, что соответствует (4,5-21) т на плавку. В шихту стали 10ХСНД, 15ХСНД вводятся отходы этих же марок стали, либо другие отходы, содержащие никель и медь. Недостающее количество никеля и меди восполняется соответственно металлическим никелем, ферроникелем, чистой медью, либо медьсодержащими отходами, загружаемыми в конвертер до заливки чугуна. После завалки металлолома, при необходимости, производится его нагрев с использованием углеродсодержащих материалов. В холодный период года нагрев производится на всех плавках. Нагрев лома проводится по следующим вариантам:

• с использованием угля

• с использованием угля и покрышек отработанных автомобильных (или лент конвейерных резинотканевых отработанных)

• с использованием угля и кокса на плавках с повышенным расходом металлолома (до 50%).

В случае отсутствия углеродсодержащих материалов для предварительного прогрева металлолома и удаления влаги, заливка чугуна производится не ранее чем через 5 минут после завалки металлолома. После нагрева (прогрева) лома заливается чугун. Продолжительность заливки чугуна должна быть не менее 2 минут. Запрещается заливка чугуна при попадании в конвертер воды. Конвертер устанавливается в вертикальное положение, опускается фурма и начинается продувка плавки. После простоя конвертера, замены шлангов или фурмы необходимо убедиться в исправности фурмы путем продувки кислородом до входа ее в горловину конвертера перед завалкой лома.

После завалки лома в конвертер присаживается известь в количестве до 50% от массы извести, расходуемой на плавку. После присадки извести разрешается присадка угля на лом в количестве до 1,0 тонны (7 кг/т.) Не допускается одновременная присадка извести и угля. Максимальный расход угля на плавку должен составлять не более 3,0 тонн (22 кг/т стали). Расход кислорода в период нагрева должен быть от 150 м³/мин до 250 м³/мин. По ходу нагрева присаживается уголь порциями не более 150 кг, либо непрерывно по ходу продувки из бункера-накопителя в течение первых 4 минут. Положение фурмы в течение всего времени нагрева поддерживается на высоте от 3,5 м до 4,5 м.

Количество суммарного израсходованного кислорода на нагрев лома определяется из расчета не менее 0,5 м³/кг угля. Продолжительность предварительного нагрева лома определяется по количеству израсходованного кислорода. Подача последней порции угля заканчивается не позднее, чем за 2 минуты до окончания нагрева. Длительность нагрева должна составлять не менее 6 минут. Нагрев лома с использованием угля и покрышек отработанных автомобильных (или лент конвейерных резинотканевых отработанных). Покрышки отработанные автомобильные и (или) ленты конвейерные резинотканевые отработанные (далее по тексту автопокрышки) применяются как дополнительный теплоноситель.

При использовании автопокрышек расход угля для предварительного нагрева лома снижается из расчета 1,5 кг угля на 1 кг покрышек. Запрещается использовать автопокрышки (ленты конвейерные) загрязненные горюче-смазочными материалами, не освобожденные от взрывоопасных предметов и материалов, а также снега, льда и сосудов с закрытыми полостями. После завалки лома в конвертер присаживается известь в количестве до 50% от массы извести, расходуемой на плавку. После присадки извести разрешается присадка угля на лом в количестве до 1,0 тонны (7 кг/т.) Не допускается одновременная присадка извести и угля. При погрузке в совок автопокрышки загружаются на лом в заднюю часть совка. При завалке в конвертер 2-х и более совков с металлоломом, отработанные покрышки заваливаются в последнюю очередь. Расход кислорода в период нагрева должен быть от 150 м³/мин до 300 м³/мин. По ходу нагрева присаживается уголь порциями не более 150 кг, либо непрерывно по ходу продувки из бункера-накопителя в течение первых 4 минут. Положение фурмы в течение всего времени нагрева поддерживается на высоте (3,5-4,5) метра. Максимальный расход отработанных покрышек на плавку должен составлять не более 600 кг (4,5 кг/т). Максимальный расход угля на плавку должен составлять не более 2,5 тонн (18 кг/т стали). Количество суммарного израсходованного кислорода на нагрев лома определяется из расчета не менее 0,5 м³/кг угля и 2 м³/кг отработанных покрышек. Продолжительность предварительного нагрева лома определяется по количеству израсходованного кислорода. Подача последней порции угля заканчивается не позднее, чем за 2 минуты до окончания нагрева. Длительность нагрева должна составлять не менее 8 минут.

После проведения операции торкретирования или нанесения шлакового гарнисажа, на дно конвертера присаживается (2-3) т извести. Завалка металлолома производится из трёх совков легковеса с общим весом (75-80) т. Дозирование лома на шихтовом дворе производится из расчёта получения требуемого веса лома на плавку чугунным ломом в количестве 5 тонн на плавку. Лом чугунный загружается в первый совок. Расход пакетов на плавку – до 20% от веса металлолома. Использование обрези, недоливков, скрапа шлакометаллического и металлопродукта для корректировки веса в совках не допускается. После завалки первого совка с металлоломом, конвертер раскантовывается, кислородная фурма устанавливается на уровне 4-х м по сельсину, подается кислород с расходом (200-250) м³/мин, присаживается (20-40) % кокса от общего расхода кокса на прогрев.

По ходу нагрева равномерно присаживается уголь ТОМ порциями по (100-200) кг за (4-6) мин с общим расходом 1т, продолжительность нагрева первого совка должна быть (7-9) минут. После завалки второго совка с металлоломом конвертер раскантовывается, кислородная фурма устанавливается на уровне (4,0-4,2) м по сельсину, подается кислород с расходом (200-250) м³/мин, присаживается (30-50)% кокса от общего расхода кокса на прогрев. По ходу нагрева равномерно присаживается уголь ТОМ порциями по (100-200) кг за (4-6) мин с общим расходом 1т. Продолжительность нагрева второго совка – (7-9) минут. После завалки третьего совка с металлоломом, конвертер раскантовывается, кислородная фурма устанавливается на уровне (4,0-4,5) м по сельсину, подается кислород с расходом (200-250) м³/ч, присаживается (20-40) % кокса от общего расхода кокса на прогрев. По ходу нагрева равномерно присаживается уголь ТОМ порциями по (100-200) кг за (4-5) мин с общим расходом 1т. Продолжительность нагрева третьего совка – (7-9) минут. Общий расход кокса на нагрев – (20-25) кг/т, максимальный расход угля на плавку должен составлять не более 3,0 т. После окончания нагрева металлолома производится проветривание газоотводящего тракта, для чего конвертер выдерживается в вертикальном положении не менее 30 секунд при полностью открытом газоотводящем тракте.

Время заливки чугуна в конвертер должно быть не менее 2-х минут, на плавках с повышенным расходом лома (до 50%) – не менее 3-х минут. При сильном выбивании пламени из горловины конвертера заливка чугуна прекращается, ковш раскантовывается и отводится от горловины конвертера. Заливка чугуна продолжается после снижения выбивания пламени. Запрещается присадка угля после заливки чугуна. При аварийном прекращении подачи кислорода в период нагрева лома фурма выводится из конвертера, конвертер выводится из-под кессона. Предварительный нагрев лома углем разрешается производить при длительности межплавочного простоя не более 60 минут (температуре футеровки конвертера не ниже 800С – темно-вишневое свечение). Окалина присаживается в конвертер после заливки чугуна или с первой порцией извести в количестве до 4 т на плавку.

Для корректировки теплового баланса плавки антрацит присаживается на первой минуте продувки с первой порцией извести, кокс – после заливки чугуна до начала продувки. Разрешается углеродсодержащие материалы (кокс, антрацит) присаживать по ходу продувки одной-четырьмя порциями по (0,1-0,25) т через (0,5-1,0) мин. Не допускается присадка кокса, антрацита более 4 т на плавку. Необходимо учитывать, что присадка 1 т углеродосодержащих материалов повышает температуру металла на повалке на 20°C. Для продувки плавки используется кислород (ГОСТ 5583-78) чистотой не ниже 99,5% и давлением не ниже 15 кгс/см² с содержанием азота не более 0,1%. Кислород, несоответствующий указанным требованиям, используется по разрешению начальника цеха. Продувка ведется сверху через 5-сопловую фурму с расходом кислорода от 350 м³/мин до 450 м³/мин. Положение фурмы в течение первых 3-4 минут продувки поддерживается на высоте (2,0-2,6) м от уровня жидкого металла, после чего продувка ведется при высоте фурмы (1,0-1,5) м. На плавках с присадкой на (8-14) минуте продувки углеродосодержащих материалов продувка ведется при высоте фурмы (1,4-1,6) м. При ”сворачивании” шлака разрешается кратковременный подъем фурмы на (1,5-1,8) м.

При появлении выносов металла разрешается кратковременный подъем фурмы до (2-3) м, а при выплесках шлака допускается кратковременное снижение расхода кислорода до (250-300) м³/мин, при одновременном снижении положения фурмы на (100-300) мм и присадка извести в количестве до 1 т. При необходимости продувка прекращается и производится скачивание шлака. Для сохранения постоянного положения фурмы над уровнем металла один раз в сутки – в дневной смене, а также после холодного ремонта конвертера и смены фурм, определяется расстояние от фурмы до уровня зеркала металла. Результаты замера заносятся в журнал машиниста дистрибутора и паспорта плавок, а положение фурмы во время продувки контролируется датчиком абсолютного положения фурмы. В завалку плавок с замером положения фурм на чугун использовать только совки, погруженные на шихтовом дворе ККЦ-1. При переработке чугуна с повышенным содержанием кремния, серы, фосфора, а также при повышенном количестве доменного шлака в заливочном ковше, продувка плавки производится с промежуточным скачиванием шлака.

Скачивание шлака производится:

- через (4-5) мин при содержании кремния в чугуне до 0,8%

- через (6-7) мин при содержании кремния в чугуне более 0,8%.

Момент окончания продувки определяется по количеству израсходованного кислорода, времени продувки и визуально по виду факела. Режим окончания продувки должен обеспечить получение шлака с содержанием общих окислов железа не более 28% и основностью не менее 2,5. По окончании продувки производится повалка конвертера, отбор проб металла и шлака и замер температуры металла.

Выпуск металла из конвертера производится после получения экспресс-анализа. При удовлетворительном химическом анализе металла на первой повалке, повторный анализ после охлаждения азотом разрешается не ожидать. Разрешается выпускать металл без ожидания экспресс-анализа после додувки при получении на первой повалке, не более: углерода – 0,15%, серы – 0,045%, фосфора – 0,030%, с последующей записью экспресс-анализа в паспорт плавки, с обеспечением заданного содержания химических элементов в готовой стали.

Ковш для приема стали должен быть очищен от настылей металла и шлака, глины, мусора, просушен. Допускается подавать под плавку ковш с незначительными чистыми остатками металла от предыдущей плавки. Запрещается подавать под плавку ковш с ”козлом”. Ковш с новой футеровкой под выпуск спокойной углеродистой, качественной и легированной стали подается только после разливки не менее одной плавки других марок стали. Запрещается подавать под выпуск кипящей стали, раскисленной до полуспокойного состояния ковши с новой футеровкой, а также ковши с ”блином”. Состояние и чистота ковша проверяется мастером конвертеров до начала слива плавки и результаты записываются в паспорт плавки сталеваром УВОС. Выпуск металла из конвертера в сталеразливочный ковш производится через сталевыпускное отверстие, обеспечивающее организованную струю и длительность выпуска не менее 3 мин. Сталевоз с ковшом во время выпуска плавки должен перемещаться так, чтобы струя металла не попадала на стенки ковша. С целью загущения шлака и снижения его активности после присадки раскислителей и их усвоения разрешается присаживать в ковш известь в один или два приема. Разрешается при выплавке металла с содержанием серы в готовой стали 0,025% и менее, присаживать во время выпуска металла из конвертера концентрат плавиковошпатовый в количестве (100-300) кг и известь, при этом соотношение количества извести и плавикового шпата должно составлять (3-5)/1. Для снижения количества конвертерного шлака в ковше производится отсечка шлака быстрым подъемом конвертера при появлении шлака. Рекомендуется производить утепление металла в ковше путем присадки на поверхность металла утепляющей засыпки, в качестве которой используется просушенный доменный гранулированный шлак, засыпка на основе пыли от производства ферросилиция и др.

После подачи состава к разливочной площадке разливщик и контролер ОТК проводят визуальный осмотр состояния изложниц. Сдвинутые утеплители поправляются на разливочных площадках. При недостатке годных изложниц вызывается бригадир участка подготовки составов и производится замена состава. При разливке стали марок Св-08, Св-08А, 05кп, 10кп, 15кп, 20кп защитный материал на поддон не укладывается. На утеплителях должна быть нанесена отметка уровня налива металла. Отметка наносится на участке подготовки составов на уровне 60 мм от верха утеплителя. Отметкой уровня налива металла в изложницы 12Н3 является участок перехода конусной ее части к горловине (150 мм от верхнего торца изложницы). Перед приемом плавки разливщик проверяет соответствие состава с изложницами выпущенной марке стали. При разливке стали в изложницы типа 12Н3 с установкой горизонтальных кристаллизаторов, раскладывает по разливочной площадке напротив каждой изложницы проверенные и принятые к работе кристаллизаторы. Длина кристаллизаторов должна быть в пределах от 250 до 300 мм. Облой от порезки заготовки, капли сварки, окалина не являются браковочным признаком. После обработки стали на УВОС ковш с металлом выдается в один из разливочных пролетов, немедленно поднимается краном и транспортируется к разливочной площадке для установки цилиндра дистанционного управления шиберным затвором. После установки цилиндра ковш устанавливается над составом так, чтобы центр коллектора совпадал с центром изложницы, а расстояние между коллектором и верхним торцом изложницы или утеплителя не превышало 200 мм. С помощью установки для дистанционного управления открывается шиберный затвор, засыпка канала сдувается направленной струей воздуха. Если после открытия шиберного затвора металл из ковша не идет, ковш поднимается над изложницей и сталеразливочный канал пробивается пикой. В случае невозможности открытия плавки канал прожигается кислородом. Открытие шиберного затвора, начиная со второго слитка, производится плавно, на полструи, продолжительностью от 5 с до 20 с, после чего наполнение изложницы производится полной струей. Запрещается прерывать струю и обрабатывать коллектор кислородом во время наполнения тела слитка. Струя металла должна быть ровной (без веера, разбрызгивания), вертикальной и центрированной по сечению изложницы. При необходимости скорость наполнения изложниц регулируется путем промывки коллектора кислородом. Коллектор промывается кислородом между изложницами.

Разрешается производить плавное, равномерное торможение струи для обеспечения заданного времени наполнения изложниц при условии организованной струи (кроме полуспокойных сталей). В случае перелива металла заливины на бортах изложниц и утеплителей немедленно обрезаются кислородом во избежание подвисания слитков. Обрезку следует производить осторожно, по внутреннему периметру, не допуская повреждения торцов и стенок изложниц и утеплителей. При появлении металла между плитами затвор немедленно открывается на полную струю и оставляется в таком положении до окончания разливки плавки. Во время наполнения последнего слитка, при появлении признаков окончания металла в ковше (закручивание и вибрирование струи), шиберный затвор перекрывается на 2/3 струи, а при появлении шлака немедленно закрывается. При попадании шлака в изложницу контролер ОТК отмечает слитки со шлаком в паспорте плавки с целью предотвращения ожогов персонала при раздевании плавки в отделении раздевания слитков.

Пробы для определения плавочного химического состава стали отбираются разливщиком после разливки примерно половины металла ковша (ГОСТ 7565-81). При разливке всех марок стали пробы отбираются от двух первых и трех последних слитков. Маркировочные, а также контрольные пробы от двух первых и двух предпоследних слитков отбираются:

• при разливке стали в изложницы 12П1, 12П3 – в конце наполнения прибыли

• при разливке стали в изложницы 12Н3 – в конце наполнения изложницы перед закрытием шиберного затвора.

Предварительная контрольная проба от последнего слитка всех марок стали отбирается после наполнения 2/3 изложницы. Если наливается полный слиток, контрольная проба отбирается в конце его наполнения. Предварительная контрольная проба аннулируется. Пробницы и ложки должны быть чистыми и сухими. Новая пробница перед отливкой в нее пробы обязательно промывается одной-двумя порциями металла. При отборе проб от плавок кипящей и полуспокойной стали металл в ложке раскисляется чистой алюминиевой проволокой из расчета получения в пробе не более 0,5% алюминия. Проба не должна иметь шлаковых включений, признаков усадочной раковины и трещин. На пробе набивается номер плавки и номер слитка. Правильность маркировки проверяется контролером ОТК. Подготовленная и охлажденная проба пневмопочтой немедленно отправляется в лабораторию для определения химического состава. В случае закозления ферросплавов на выпуске из конвертера, в лабораторию дополнительно отправляются все контрольные пробы от 3-х последних слитков. При отклонении содержания марганца в любой из контрольных проб от маркировочной более 0,2%, в паспорте плавки делается отметка о дополнительном контроле химического состава в заготовке от 3-х последних слитков.

Слитки, отлитые с перерывом струи более чем на 15 с при наполнении изложницы и с упавшими в изложницу потемневшими настылями, бракуются. Слитком-коротышом, отлитым в сквозную изложницу, считается неполностью налитый слиток, при его высоте не менее 1750 мм и массе не менее 8,6 т. Слитком-коротышом, отлитым в уширенную кверху изложницу с утеплителем, считается слиток, имеющий прибыльную часть не более 150 мм или без прибыли высотой более 2100 мм и массой не менее 9 т. Слитки-коротыши для производства слябов не назначаются.

После отливки слитка в центральную зону слитка симметрично большей оси верхнего сечения изложницы и в момент начала образования верхней корочки вводится горизонтальный кристаллизатор с полным погружением его под уровень металла на глубину (10-20) мм. В таком положении кристаллизатор удерживается до надежного ”вмерзания” в верхнюю корочку слитка. В слитки - коротыши и в последние слитки со шлаком кристаллизаторы не вводятся.

Разливка стали в изложницы 12Н3 с применением крановых тензометрических весов. Разливщиком стали учитывается состояние (”чистый”, ”скрапина”, ”блин”) и вес порожнего сталеразливочного ковша, отмеченный в паспорте предыдущей плавки. Новый ковш, ковш после горячего ремонта или после очистки от шлака и металла, перед установкой на сталевоз под выпуск плавки, взвешивается в одном из разливочных пролетов на крановых тензометрических весах.

После подъема ковша с плавкой разливщик стали сообщает вес порожнего ковша машинисту крана, который вводит его в систему крановых тензометрических весов. После определения веса жидкого металла в ковше разливка стали производится из расчета получения слитков массой (11,0-11,9) т и минимального выхода недоливков и коротышей. Разливка кипящей стали по технологии с химическим закупориванием слитков. Кипящая сталь всех марок разливается через коллекторы Ø 50 мм в изложницы 12Н3. Характер кипения определяется на втором слитке, сразу после наполнения изложницы металлом.

Интенсивность кипения стали в изложнице при необходимости регулируется присадкой гранулированного алюминия в количестве не более 50г/сл в конце наполнения изложницы. При подготовке составов для разливки стали 05кп, 08кп защитный материал на поддоны не укладывается. Время наполнения изложниц, считая со второго слитка, должно быть 1 мин 35 с - 4 мин 30 с.