Штепан Євген Вікторович. Вдосконалення технології і параметрів переливу сталі з проміжного ковша в кристалізатор високошвидкісної сортової МБЛЗ

brief description

Штепан Євген Вікторович. Вдосконалення технології і параметрів переливу сталі з проміжного ковша в кристалізатор високошвидкісної сортової МБЛЗ : Дис... канд. наук: 05.16.02 - 2007.

Штепан Євген Вікторович. Вдосконалення технології і параметрів переливу сталі з проміжного ковша в кристалізатор високошвидкісної сортової МБЛЗ. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.16.02 - Металургія чорних металів. - Державний вищий навчальний заклад «Донецький національний технічний університет», Донецьк, 2007.
Розроблено рекомендації щодо вдосконалення технології і параметрів процесу переливу сталі з проміжного ковша в кристалізатор сортової високошвидкісної МБЛЗ.
Вирішено актуальну науково-технічну задачу щодо теоретичного обґрунтування і вдосконалення технології і параметрів процесу переливу сталі з проміжного ковша в кристалізатор сортової високошвидкісної МБЛЗ, які дозволяють поліпшити якість заготовок і умови їх формування. Для умов конвертерного цеху ВАТ «Дніпровський металургійний комбінат ім. Ф.Е.Дзержинського» виконані й передані рекомендації щодо підтримання рівня металу в проміжному ковші в процесі перековшовки не менш 400 мм, що дозволило збільшити кількість плавок, що розливаються в серії в середньому на 1,12 плавки, а також рекомендації щодо підтримання витрати аргону, який вдувається у струмінь сталі крізь полий стопор-моноблок, на рівні 1,5-2,0 л/хв., що дозволило підвищити вихід годного на 0,03%.

У дисертації вирішене актуальне науково-технічне завданняпо теоретичному обґрунтуванню й удосконаленню технології й параметрів процесу переливу сталі із проміжного ковша в кристалізатор високошвидкісної сортової МБЛЗ, які дозволять підвищити якість заготовок і умови їхнього формування.
Основні наукові й практичні результати роботи:
1.Виконано аналіз сучасних способів одержання сортової заготовки, а також оцінка якості заготовки залежно від способів виробництва; розглянуто проблеми й перспективи отримання сортової заготовки на високошвидкісних МБЛЗ. У результаті проведеного аналізу способів отримання довгомірної продукції показано, що отримання сортової заготовки в Україні ведеться методом перекату зі зливків і на машинах безперервного лиття заготовки. Причому останній метод, маючи безсумнівні переваги, одержує все більше поширення.
Відзначена тенденція виробництва безперервнолитої заготовки з високими швидкостями розливання (більше 3 м/хв), що отримала поширення в останні роки, і пов'язані із цим технологічні труднощі в забезпеченні якості заготовки.
2. Створено фізичну модель для вивчення процесів переливу металу з проміжного ковша в кристалізатор сортової МБЛЗ, що дозволяє досліджувати гідродинаміку потоків у проміжному ковші й кристалізаторі. Відпрацьовано методику оптимізації процесів переливу металу з проміжного ковша в кристалізатор.
3.Вперше експериментальними методами встановлено, що вихрова воронка, що формується в промківші при рівні наливу металу 300-400 мм, зберігається при подальшому підвищенні рівня металу до 600-700 м і існує протягом 5-8 хв, що сприяє захвату теплоізоляційної суміші й заростанню внутрішньої порожнини стакана-дозатора. З метою уникнення утворення вихрової воронки рекомендовано не знижувати рівень металу в промковше при перековшовках нижче 500 мм і оптимізувати потоки металу, виключивши їх вплив, що сприяє утворенню воронки.
4.Запропоновано пояснення механізму заростання цирконового стакана-дозатора, нейтрального до хімічного затягування. Показано, що механізм фізичного заростання пов'язаний із проникненням у порожнину стакана-дозатора холодного повітря й шлакових часток, що може бути наслідком утворення вихрової воронки.
5.За допомогою методів фізичного й математичного моделювання досліджено процес впливу струменя сталі на корку твердіючої в кристалізаторі заготовки й встановлено, що збільшення кута нахилу струменя, що входить у ванну кристалізатора, понад 3 градуси, і зсув місця введення струменя металу на 6% щодо вісі кристалізатора приводить до зменшення товщини скоринки на виході із кристалізатора на 5-8%, що призводить до порушення геометричної форми заготовки, утворенню тріщин і проривів.
6.Уперше експериментальними й розрахунковими методами встановлено, що при вдуванні аргону крізь стопор-моноблок промковша досягається зменшення глибини проникнення струменя металу у ванну кристалізатора в 1,5-2,0 рази. Максимальний ефект досягається при витратах аргону на рівні 1,5-2,0 л/хв. При збільшенні витрати глибина проникнення струменя зростає, що супроводжується підвищенням ступеня бурління меніска й, як наслідок, забруднення сталі неметалічними включеннями.
7. Показано, що наявність оптимальної витрати аргону, що вдувається крізь стопор-моноболок, пов'язане з діаметром бульбашок, що проникають у кристалізатор і пов'язаної з ним піднімальної сили, що протидіє проникненню струменя металу у ванну кристалізатора.
8. Рекомендації щодо оптимізації процесів переливу металу із проміжного ковша в кристалізатор високошвидкісної сортової МБЛЗ використано при виробництві заготовки перетином 160х160 мм в умовах шестиструмкової МБЛЗ №2 ВАТ «Дніпровський металургійний комбінат ім. Ф.Е.Дзержинського» з можливістю одночасного отримання блюмової (335x400) і сортової заготовки (160x160), а також при створенні базового проекту високошвидкісної МБЛЗ ВАТ «Новокраматорський машинобудівний завод».