Проведение исследования роли водорода в развитии внутреннего трещинообразования в непрерывнолитых слябах и листовом прокате. Особенность влияния содержания углерода в стали на развитие центральной сегрегации основных и микролегирующих элементов.
Аннотация к работе
Специальность 05.16.02 металлургия черных, цветных и редких металловРабота выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. Официальные оппоненты: доктор технических наук Паршин Валерий Михайлович доктор технических наук, профессор Дождиков Владимир Иванович доктор технических наук, профессор Смирнов Николай Александрович Защита состоится 27 мая 2010 г. в 15 час на заседании диссертационного совета Д217.035.02 при Федеральном государственном унитарном предприятии «Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.В связи с этим настоящая диссертационная работа посвящена созданию комплексной технологии улучшения внутреннего строения непрерывнолитых слябов низколегированных сталей на основе научных положений гидродинамики и тепломассообмена в большегрузных ПК с внутренней фурнитурой, процессов затвердевания, кристаллизации и формирования ликвационных зон в непрерывнолитых слябах при изменяющихся параметрах разливки и внешних воздействиях на кристаллизующийся металл, оказывающих решающее влияние на внутреннее строение непрерывнолитых слябов. Впервые разработана комплексная система рафинирования стали в промежуточном ковше, предусматривающая: - месторасположение, геометрические параметры перегородок и конфигурацию фильтрационных элементов, позволяющие в максимальной степени рафинировать сталь от НВ размером более 20...30 мкм; Разработана и внедрена в производство комплексная система рафинирования стали, состоящая из фильтрационных перегородок, донных канальных фурм для продувки стали аргоном, «гасителей» турбулентности струи, с применением теплоизолирующей и шлакорафинирующей смесей, позволяющая в максимальной степени очистить сталь от НВ. Для обеспечения высокой чистоты стали необходимо предусматривать ряд специальных мероприятий, препятствующих развитию процессов насыщения стали НВ: защита металла от вторичного окисления на участках «сталеразливочный ковш - ПК» и «ПК - кристаллизатор»; защита зеркала металла в ПК и кристаллизаторе; рафинирование и модифицирование металла в ПК; совершенствование конструкции погружаемого стакана; совершенствование системы распределения гидродинамических потоков стали в ПК и кристаллизаторе; конструктивное оформление кристаллизатора и ряд других. Показано, что в отличие от начального периода распространения процессов непрерывной разливки стали когда ПК играл роль распределительного устройства, обеспечивающего определенный запас и постоянство напора металла, поступающего в кристаллизаторы МНЛЗ, в последние годы ПК превратился в металлургический агрегат непрерывного действия, предназначенный для дополнительного внепечного рафинирования стали и повышения ее качества.На основе изучения процессов тепломассопереноса при затвердевании непрерывнолитого металла внесен вклад в разработку научных основ технологии непрерывной разливки стали применительно к существующему оборудованию кислородно-конвертерных цехов; за счет разработки и внедрения комплексной системы рафинирования металла в промежуточном ковше достигнуто улучшение внутреннего строения непрерывнолитой заготовки по характеристикам центральной сегрегационной и структурной неоднородности с помощью ввода в расплав в кристаллизаторе МНЛЗ твердой фазы в виде металлической ленты и снижения содержания неметаллических включений На основании изучения влияния технологических параметров непрерывной разливки (величины перегрева металла, скорости разливки и толщины сляба) на развитие осевой ликвации, изменение соотношения структурных зон и развитие центральной сегрегации химических элементов установлено, что: - при снижении температуры перегрева менее 8…10 °С в центральной зоне сляба формируется зона глобулярных кристаллов; при изменении скорости разливки стали с 0,7 до 1,1 м/мин при разливке слябов сечением 250?1550-1850 мм увеличение зоны столбчатых кристаллов составляет 5,0…7,5%, при изменении с 0,5 до 0,9 м/мин для слябов сечением 300?1850 мм - 4,0…5,5%; На основании разработанной математической модели затвердевания непрерывнолитого сляба и проведенных экспериментов с введением твердой фазы в виде металлической ленты установлены закономерности взаимодействия макрохолодильников с расплавом в кристаллизаторе МНЛЗ, в частности, определены основные параметры (перегрев металла, толщина и химический состав макрохолодильника), регулирующие процесс расплавления внесенной твердой фазы и позволяющие устанавливать режимы полного расплавления или вмораживания твердой фазы; получены количественные соотношения протяженности структурных зон сляба, степени развития осевой химической неоднородности и внутренних трещин от массы введенной твердой фазы; установлено, что при вводе макрохолодильников в количестве 0,5…0,7% от массы разливаемого металла протяженность зоны столбчатых кристаллов сокращается в 4…6 раз, толщина корковой зоны увеличивается в 1,5…2,0 раза и формируется зона глобулярных кристаллов.