Усовершенствование технологии разливки трансформаторной стали по кислородно-конвертерному цеху ОАО "ММК" - Дипломная работа

Современный этап развития отечественной металлургической промышленности характеризуется совершенствованием технологических процессов с целью повышения качества и расширения сортамента металлопродукции в соответствии с требованиями рыночной экономики. После ввода в эксплуатацию в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (в дальнейшем для краткости ОАО «ММК») кислородно-конвертерного цеха, имеющего современные технологические агрегаты, у предприятия появилась возможность выхода на мировой рынок с новыми видами металлопродукции, пользующейся повышенным спросом. Одним из видов такой металлопродукции является анизотропная трансформаторная сталь, производимая по кооперации с ООО «ВИЗ-Сталь». Для реализации этой технологии потребовался металл, химический состав которого несколько отличается от химического состава традиционной трансформаторной стали. Научная новизна работы заключается в обосновании комплекса технологических процессов и режимов их проведения, обеспечивающих стабильное получение в кислородно-конвертерном цехе с агрегатами большой вместимости металла для производства анизотропной трансформаторной стали. 1. Анализ мирового опыта производства трансформаторной стали В первой главе на основе анализа литературы рассматриваются потребительские свойства (магнитная проницаемость и удельные ваттные потери при перемагничивании) трансформаторной стали, их физическая природа и способы получения. Показано, что для обеспечения нужного комплекса потребительских и технологических свойств трансформаторной стали, требуется металл с низким (0,02-0,03%) содержанием углерода и довольно высоким (3-4%) содержанием кремния. Нужные электротехнические свойства трансформаторной стали достигаются после холодной прокатки металла на лист требуемой толщины в результате специальной термической обработки, в ходе которой происходит определенное изменение химического состава обрабатываемого металла. В 000 «ВИЗ-Сталь» разработан эффективный вариант нитридной технологии, для реализации которого на этапе выплавки нужно получить металл с довольно высоким содержанием азота. На основе обзора литературы на начальном этапе данного исследования была поставлена задача разработки технологии выплавки в кислородно-конвертерном цехе ОАО «ММК» трансформаторной стали, содержащей: 0,025…0,040% С; 2,90…3,20% Si; 0,15…0,30% Мn; 0,40…0,55% Си; 0,013…0,017% Al и не менее 0,010…0,013% N. Содержание других элементов (серы, фосфора, хрома и никеля) предполагалось иметь на обычном для цеха уровне. К электротехническим сталям предъявляются определенные требования по пластичности, оцениваемой путем сгибов листа. Так, например, в листах электротехнической стали повышенной отделки не допускается коробоватость с высотой короба более 2 мм на 1 пог. м и волнистость с высотой волны более 4 мм на 1 пог. м. В настоящее время все более широкое развитие получает рулонный способ производства электротехнических сталей. сборки и снижение толщины изоляционных покрытий. Для магнитопровода трансформатора достаточно иметь лист с высокими электротехническими свойствами в одном направлении, так как в этом случае можно специально подбирать листы; для динамо-машины и других аппаратов с разветвленным магнитным потоком необходимо, чтобы анизотропия свойств была минимальной. Кроме того, на величину вихревых потерь большое влияние: оказывает к важной характеристике электротехнических сталей относится также величина магнитной индукции, которая зависит от химического состава стали, от чистоты ее по вредным примесям и неметаллическим включениям, но более всего определяется текстурой с заданной величиной и формой зерен. В связи с этим создание анизотропных сталей с повышенной величиной индукции в магнитных полях и минимальной величиной магнитострикции позволяет снизить массу электротехнических изделий и уровень шума при их работе. Образец, отобранный из листа или ленты трансформаторной стали, после определения магнитных свойств нагревают до 120оС и после выдержки при этой температуре в течение 120 час. вновь определяют удельные магниты. За меру пластичности принимают число изгибов на 180°, которое выдерживает полоска данной стали, если ее зажать в тисках с губками радиусом 5 мм. Магнитные характеристики трансформаторных сталей, а также механические свойства готового листа в равной степени определяются как технологией выплавки и разливки стали, так и режимами горячей и холодной прокатки листа, а также последующей его термообработки [2]. 2. Технология выплавки трансформаторной стали в кислородных конвертерах Уже на начальном этапе разработки технологии выплавки трансформаторной стали было ясно, что в условиях кислородно-конвертерного цеха ОАО «ММК» можно реализовать только один вариант легирования металла кремнием - ввод ферросилиция в сталеразливочный ковш при сливе металла из конвертера. Рисунок 2.1- Изменение содержания компонентов шлака при проведении одной из опытных плавок Уменьшение негативного влияния повышенной окисленности ванны при низком содержании углерода может быть достиг