О Т Ч Е Т о научно-исследовательской работе "Исследование влияния факторов тех- нологии выплавки,внепечной обработ- ки и разливки на насыщение металла водородом с целью разработки меро- приятий по снижению содержания во- дорода в готовой стали" г. Мариуполь. 1998г. И С П О Л Н И Т Е Л И Р А Б О Т Ы От конвертерного цеха От Ц Л М К --------------------- ------------ Буга И.Д. Носоченко О.В. Ковура А.Б.М. Ганошенко В.И. Михайлов В.М. Гнедаш А.В. Юрченко С.М. Костыря И.Н. . Цапи И.Г. . Литвиненко И.Ф. Крутиков В.П. Носоченко А.О. Ромадыкин С.Д. Бузун И.Л. Голубев В.И. Жукова С.А.. Ковальчук З.С. От ПКО -------------- Солдатова Р.М. Страхов А.Б. Лепихов Л.С. Набатчиков В.Р. Божко В.Ф. Щуренко В.П. От технического отдела ---------------------- Евмененко П.Г. стр.2 1. В В Е Д Е Н И Е Повышение содержания водорода в стали ухудшает качество ме- таллопродукции, а также приводит к росту потерь металла в брак в процессе его разливки на М Н Л З и прокатки. При производстве стали с низким содержанием серы (менее 0,006%) без применения вакуумирования содержание водорода в осевой зоне сляба обычно составляет около 3 ppm,что приводит к появлению трещин в осевой зоне листа [1]. Особенно высокие требования по содержанию водорода предъяв- ляются к низкосернистой стали,легированной углеродом,марганцем,ни- обием [2].При содержании серы 0,015% безопасное содержание водоро- да составляет 2ppm,при 0,001% серы - содержание водорода снижается до 0,4-0,9ppm,т.к. в металле с сверхнизким содержанием серы образу- ется чрезмерное накопление водорода вокруг ограниченного числа су- льфидных включений. Повышение в прокате содержания водорода более 2 ppm снижа- ет его пластические свойства в результате водородного охрупчивания металла и приводит к его пораженности трещинами. В проведенных исследованиях качества толстолистового прока- та в ТЛЦ МК "Азовсталь" из невакуумированной стали марки ASTM A572 [3] установлено, что (при продолжительности ПФО - 48 часов) с уве- личением содержания в расплаве водорода с 4,5 до 6,7 ppm относи- тельное удлинение снижается на 2,7%, KCV на 5%, а площадь неспло- шности при УЗК возрастает на 28,6%. При дальнейшем увеличении со- держания водорода с 6,7 до 8,8 ppm эти показатели ухудшаются на 20,6% по относительному удлинению, на 7,9% по KCV , на 55,6% по УЗК. Производство стали с низким содержанием водорода достигает- ся не только эффективной дегазацией металла,но и предупреждением насыщения стали водородом,содержащимся в различных флюсах и леги- рующих,в ТШС,футеровке и воздухе в свободном виде и в виде соеди- нений (в основном в виде влаги). Поэтому исследование причин насыщения металла водородом и определение методов борьбы с этим явлением является актуальной задачей получения качественной литой заготовки и листового про- ката. 2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР В ранее проведенных исследованиях [1,4,5] было установлено, что в конвертерном процессе насыщение металла водородом происходит, в основном,в процессе легирования и внепечной обработки плавки. Водород содержится в ферросплавах, науглераживателях и шла- кообразующих флюсах и смесях в виде сорбированной и кристаллогид- ратной влаги, свободного и связанного водорода, частично или пол- ностью усваивается металлом. Науглераживание металла антрацитом,углем или коксиком вно- сит в металл наибольшее количество водорода,который находится в них в виде влаги (от 1000 до 10000 ppm) или углеводородов (от 10000 до 20000 ppm).При производстве конвертерной стали на Днепро- дзержинском меткомбинате расход 1 кг/т термоантрацита для наугле- раживания повышает содержание в стали водорода на 1,5ppm ([4], рис.1). Из ферросплавов наибольшее насыщение металла водородом вы- зывает присадка марганцевых ферросплавов. Например [5], введение в сталь 1% Mn, содержащего 75 ppm водорода, вносит в сталь 1 ppm водорода. Необходимо отметить, что содержание водорода в марганцевых ферросплавах после их выплавки незначительно и колеблется в преде- лах от 4 до 10 ppm. стр.4 Однако, после многократного увлажнения,содержание в них водо- рода увеличивается в 10-20 раз.Поэтому, насыщение металла водородом из легирующих может возрастать до 10 ppm. В связи с этим,подготовке марганцевых ферросплавов к плавке в мировой практике уделяется большое внимание.В работах [5,6] уста- новлено, что многократное увлажнение ферросплавов приводит к росту содержания водорода сорбированной влаги (табл.1) и содержания ос- таточного водорода в виде атомарного, растворенного в кристалличес- кой структуре, а также гидрата окиси марганца до 133 ppm в FeMn,до 88 ppm в SiMn и 10 ppm в FeSi (табл.2). Также было установленно, что остаточный водород полностью усваивается металлом [7]. Таблица 1 Содержание влаги (в пересчете на водород) в ферросплавах в зависимости от фракционного состава при многократном увлажнении через 24 суток +------------------------------------------------------------------+ |Фракцион-| Содержание фракций в |Содержание влаги (в пересчете на| |ный сос- | ферросплавах, % |водород) в материалах, ppm | |тав, мм +-----------------------+--------------------------------| | | FeMn80| SiMn70 | FeSi | FeMn80 | SiMn70 | FeSi | +---------+-------+--------+------+----------+----------+----------| | -10 | 20 | 25 | 35 | 3 850 | 2 600 | 5 150 | +---------+-------+--------+------+----------+----------+----------| |10-31,5 | 65 | 60 | 55 | 65 | 75 | 10 | +---------+-------+--------+------+----------+----------+----------| | +31,5 | 15 | 15 | 10 | 55 | 60 | 10 | +---------------------------------+----------+----------+----------| |С р е д н е е з н а ч е н и е | 820,5 | 704,0 | 1809,0 | +------------------------------------------------------------------+ Сорбированная влага удаляется в процессе вылеживания ферро- сплавов в сухом месте в течение 10 суток до 200 ppm в FeMn,до 330ppm в SiMn и до 20 ppm в FeSi (рис.2). Для снижения содержания в ферросплавах сорбированной влаги и остаточного водорода производят их нагрев до 400-600°С и выдерж- ку в зависимости от необходимой степени дегазации (рис.3,3а[5]). Из данных, приведенных на рис.2а,б следует, что при нагреве ферросплавов до 600°С и выдержке в течение 15-20 мин, содержание остаточного водорода сокращается со 110 ppm до 10-15 ppm в FeMn и с 80 ppm до 5-10 ppm в SiMn. Наиболее эффективным и дешевым способом снижения содержания в ферросплавах водорода является предотвращение их контакта с вла- гой посредством доставки их в закрытой таре и хранения в сухих за- кромах. Например, фирма "Маннесман" таким образом доставляет мар- ганцевые ферросплавы с крупностью 20-80 мм.Каждая партия контроли- руется на содержание влаги и остаточного водорода. К основным источникам насыщения металла водородом относится также известь. На ДМК [4] содержание водорода в стали после продув- ки возрастает на 1 ppm при увеличении расхода извести на 10 кг/т. Основные мероприятия,предотвращающие насыщение извести водо- родом,- устранение ее контакта с влагой и минимальная выдержка до начала использования (н.б.24 часов),а также отсев мелкой фракции (< 5 мм). стр.11 3.МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ В работе исследовалось содержание водорода в чугуне и стали, а также в основных материалах конвертерной плавки. Содержание водорода в металле определяли двумя методами: - в закристаллизовавшихся пробах чугуна и стали на приборе RH 402 фирмы Леко; - непосредственно в жидкой стали прибором "Гидрис" фирмы Электронайт. Содержание в металле водорода в пробах стали из конвертера и из сталеразливочного ковша во время внепечной обработки на УДМ ана- лизировали на приборе RH 402, в промежуточном ковше во время разли- вки плавки прибором "Гидрис". Ранее проведенными исследованиями установлено,что при парал- лельных определениях содержание водорода в стали в пробах из пром- ковша на приборе Леко меньше,чем прибором "Гидрис" на 2,5-3ppm. Содержание влаги в основных материалах конвертерной плавки определяли с использованием гостированных методов: - для антрацитов - ГОСТ 27314-87 п.6.2. и ГОСТ 11014 п.4.2.; - для плавикового шпата - ГОСТ 7619.1-81. Для материалов,не имевших стандартных методов,были разрабо- таны следующие методики определения содержания влаги (приложение 1): - для марганцевых и кремниевых ферросплавов предложен метод определения влаги,основанный на сушке пробы при 105°С до постоянной массы; - для извести классический подход к определению влаги не приемлем,так как при контакте оксида кальция с влагой про- исходит химическая реакция: I CaO + H2O = Ca(OH)2 Образующаяся при этом гидроокись кальция не разлагается при температуре 105°С,наоборот,имеется привес пробы из-за протекающих реакций с диоксидом углерода воздуха: II CaO + CO2 = CaCO3 III Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O Гидроксид кальция разлагается при температуре 580°С,поэтому, для определения влаги,входящей в состав гидроокиси кальция,применя- ли температуру 600°С.При этом следует отметить,что результат в ка- кой-то мере будет занижен из-за протекания реакции II. Для определения влаги в пробах ТШС,представляющих собой ме- ханическую смесь извести и плавикового шпата,нагрев проб,как и для извести, производили до 600°С. Для силикокальция было принято,что кальций,содержащийся в ферросплаве,реагирует с водой (влагой) по уравнению: Сa + 2H2O = Сa(OH)2 + H2 Поэтому для разложения гидроокиси кальция пробу силикокаль- ция также нагревали до 600°С. Для известняка и доломита было принято,что при нагреве до 105°С теряется сорбированная влага.Ввиду того,что известняк и до- ломит содержат частично Ca(OH)2 и Mg(OH)2,для этих материалов со- держание влаги определяли после выдержки при температуре 600°С. стр.12 4.ИССЛЕДОВАНИЕ НАСЫЩЕНИЯ МЕТАЛЛА ВОДОРОДОМ 4.1. ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВОДОРОДА В МЕТАЛЛЕ ПО ХОДУ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ В процессе выплавки стали содержание водорода в металле в среднем увеличивается с 2 ppm в чугуне до 4-6 ppm в пробах стали, отобранных из кристаллизатора (рис.4). Наибольшее насыщение металла водородом на 1,2 - 2,3 ppm про- исходит в процессе легирования и десульфурации стали во время выпу- ска плавки. В процессе доводки металла на УДМ насыщение стали водородом сокращается до 0,5 - 1,1 ppm. Прирост содержания водорода во время разливки в среднем сос- тавляет 0,6 ppm. Более высокое (на 1 - 1,5 ppm) содержание водорода в низко- легированных,низкосернистых марках стали (типа ФБ) объясняется по- вышенным расходом ферросплавов и ТШС, а также более продолжительной доводкой металла на УДМ. 4.2. НАСЫЩЕНИЕ МЕТАЛЛА ВОДОРОДОМ ИЗ ВЛАГИ ОСНОВНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 4.2.1. ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВЛАГИ Результаты определений содержания влаги, в т.ч. в пересчете на содержание водорода,приведены в таблице 3.Пробы материалов отби- рали из расходных бункеров конвертеров,УДМ и МНЛЗ и одноразовой тары. Таблица 3 Содержание влаги или водорода (в пересчете из влаги) в материалах конвертерной плавки, %, ppm +-------------------------------------------------------------------+ |М а т е р и а л|Температура| Кол-во | Пределы колебаний | | |определения| проб | ------------------- | | |влаги, °С | | Среднее значение | | | | +------------------------------| | | | | влага,% | Н , ppm | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,8 - 7,8 | 890 - 8665 | | антрацит АС | 105 | 37 | ----------- | ----------- | | (6 - 12 мм) | | | 2,4 | 2665 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | антрацит | | | 1,1 - 7,4 | 1220 - 8220 | | термоотсев | 105 | 32 | ----------- | ----------- | | ( -5 мм ) | | | 3,5 | 3890 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,006 - 0,15 | 6,5 - 165 | | FeMn угл. | 105 | 34 |------------- | ----------- | | ( -20 мм) | | | 0,02 | 22 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,005 - 0,10 | 5,5 - 110 | | FeMn 80 | 105 | 11 |------------- | ----------- | | ( -20 мм) | | | 0,02 | 22 | +-------------------------------------------------------------------+ стр.13 Продолжение таблицы 3 +-------------------------------------------------------------------+ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,009 - 0,09 | 11,0 - 100 | | SiMn | 105 | 28 |------------- | ----------- | | ( -20 мм) | | | 0,01 | 11 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,005 - 5,38 | 5,5 - 6000 | | FeSi65 | 105 | 37 | ------------ | ---------- | | ( -20 мм) | | | 1,37 | 1520 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,002 - 0,104| 2,2 - 115 | | SiCa | 105 | 15 | -------------| ----------- | | | | | 0,03 | 33,5 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,50 - 1,85 | 555 - 2050 | | Известь | 600 | 8 | ----------- | ----------- | | | | | 1,07 | 1190 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,20 - 3,92 | 220 - 4350 | | Известняк | 600 | 15 | ----------- | ----------- | | | | | 0,97 | 1075 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,81 - 6,84 | 900 - 7600 | | ТШС | 600 | 18 | ----------- | ----------- | | | | | 2,29 | 2550 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | Плавиковый | | | 0,009 - 0,33 | 10 - 365 | | шпат | 105 | 14 | ------------ | ----------- | | | | | 0,14 | 155 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | Шлаковые смеси| | | 0,1 - 0,5 | 110 - 560 | | для кристалли-| 105 | | ------------ | ----------- | | затора | | | 0,3 | 330 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | Теплоизолирую-| | | 3,0 - 3,14 | 3330 - 3500 | | щие смеси для | 105 | | ------------ | ----------- | | стальковша | | | 3,07 | 3410 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,14 - 1,37 | 155 - 1520 | | Воздух | | | ------------ | ----------- | | | | | 1,04 | 1155 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,004 - 0,006| 4,4 - 6,7 | | Кислород | | | ------------ | ----------- | | | | | 0,005 | 5,6 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,002 - 0,007| 2,2 - 7,8 | | Аргон | | | ------------ | ----------- | | | | | 0,004 | 4,4 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,30 - 0,34 | 335 - 375 | | Азот | | | ------------ | ----------- | | | | | 0,32 | 355 | +-------------------------------------------------------------------+ Из приведенных в таблице результатов анализов следует,что максимальное количество влаги содержится в науглераживателях метал- ла. Наиболее гигроскопичны отсевы термоантрацита фракции -5мм. стр.15 На второй позиции находятся теплоизоляционные смеси для зеркала метал- ла в стальковше - 3,1%, затем ТШС - 2,3%.Содержание влаги в воздухе зависит от периода года и количества выпадаемых осадков. Наибольшая влажность (85-92%) наблюдается в ноябре-феврале месяцах (таблица 4). Необходимо отметить большие колебания в содержании влаги. Максимальные значения содержания влаги обычно превышают средние в 3-5 раз.Это говорит о том,что подготовка материалов по содержанию влаги производится неудовлетворительно. Поэтому необходимо организовать контроль на содержание вла- ги материалов,поступающих в конвертерный цех в открытых вагонах,в том числе: науглераживателей,мелкой фракции марганцевых,кремнистых и хромистых ферросплавов,плавикового шпата,известняка. Периодически,по необходимости,производить контроль содержа- ния влаги в материалах,находящихся в расходных бункерах конвертеров (науглераживателей,ТШС,мелкой фракции марганцевых,кремнистых и хро- мистых ферросплавов,известняка,извести). В связи с повышенным содержанием влаги в извести,которая раньше не определялась,предлагаем уточнить оценку качества обжига извести.Определять содержание в извести потерь при прокаливании после удаления влаги при нагреве пробы до температуры 600°С. 4.2.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВЛАГИ НА ПРИРОСТ СОДЕРЖАНИЯ ВОДОРОДА В СТАЛИ Исследование произведено на основании статистической обрабо- тки результатов определения содержания водорода в стали (в промков- ше) прибором "Гидрис".При выявлении влияния отдельного фактора зна- чение других влияющих факторов было ограничено посредством выбора плавок с колебанием значения этих факторов в узких пределах. В процессе производства стали используется ряд материалов, содержащих водород только в виде адсорбированной влаги,в том числе в виде гидроокиси кальция.К таким материалам относятся шлакообразу- ющие флюсы: известь, известняк, плавиковый шпат, ТШС (70% СаО + + 30% СаF2). Эти материалы используются в процессе конвертерной плавки,а также при внепечной обработке металла в сталеразливочном ковше. Усвоение водорода влаги материалов (Уw/м) определяем по фор- муле: Нст. х Gст. х 100 Уw/m = ------------------- , % Нw х Gм где: Нст. - изменение содержания водорода в стали в зависимос- ти от прироста величины влияющего фактора на опре- деленное значение (Gм,т),ppm; - Gст. - масса плавки,т; м - Нw - среднее содержание водорода влаги в материале (таб- лица 3), ppm; - Gм - изменение расхода материалов,т. Влияние расхода извести,присаживаемой в конвертер во время продувки,представлено в табл.5. С увеличением удельного расхода из- вести на 12 кг/т содержание водорода в стали возрастает на 0,2 - - 0,3ppm. Усвоение водорода из извести,присаживаемой в конвертер во время продувки,составляет от 1,5 до 2%. Влияние расхода известняка,присаживаемого в конвертер в ка- честве охлаждающей добавки после продувки,представлено в табл.6. Увеличение расхода известняка на 3 кг/т повышает содержание водоро- да в стали на 0,1 ppm.Усвоение водорода сталью из влаги известняка составляет от 3 до 4%. стр.19 Прирост содержания водорода в стали в зависимости от расхода ТШС,присаживаемых в стальковш в период выпуска плавки,приведен в таблице 7.С увеличением расхода ТШС на 3 кг/т содержание водорода в стали возрастает на 0,5 ppm.Усвоение водорода ТШС сталью состав- ляет от 7 до 10%. Полученные результаты усвоения водорода влаги из материалов, не содержащих водород в других видах (свободном или в виде углево- дородов), дают возможность сделать следующие выводы. Усвоение водо- рода из влаги шлакообразующих материалов составляет:при их присадке в конвертер во время продувки - от 1,5 до 2%.,после окончания про- дувки - от 3 до 4%, в сталеразливочный ковш во время выпуска плав- ки - от 7 до 10%. В таблице 8 приведены результаты частотного распределения содержания водорода в низколегированной стали, при использовании просушенных и не просушенных ферросплавов. Таблица 8 Влияние сушки ферросплавов на содержание водорода в готовой стали +-------------------------------------------------------------------+ | Марка |Ферро- |Кол.| Содержание водорода в готовой стали, ppm | | стали |сплавы |пл. |--------------------------------------------| | | | | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ср.|> 6 | |-------|---------|----|----+----+----+----+----+----+----+----+----| | |просушен-|111 | | | | | | | | | | | |ные | % |13,5|29,7|31,5|14,4| 9,9| 0,9| | 5,8|25,2| |St 52.3|---------|----|----+----+----+----+----+----+----+----+----| | |непросу- |109 | | | | | | | | | | | |шенные | % | 2,8|16,5|33,9|24,8|20,2| | 1,8| 6,4|46,8| |-------|---------|----|----+----+----+----+----+----+----+----+----| | |просушен-| 92 | | | | | | | | | | | |ные | % | 6,5|42,4|35,9|10,9| 3,3| 1,1| | 5,7|15,3| |13Г1СУ |---------|----|----+----+----+----+----+----+----+----+----| | |непросу- | 49 | | | | | | | | | | | |шенные | % | 6,1|16,3|30,6|34,7| 6,1| 6,1| | 6,4|46,9| |-------|---------|----|----+----+----+----+----+----+----+----+----| | |просушен-| 91 | | | | | | | | | | | |ные | % | 7,7|26,4|31,9|22,0|12,1| | | 6,0|34,1| |09Г2ФБ |---------|----|----+----+----+----+----+----+----+----+----| | |непросу- | 95 | | | | | | | | | | | |шенные | % | 1,1|17,9|24,2|41,1|11,6| 4,2| | 6,5|56,9| +-------------------------------------------------------------------+ В ранее проведенном исследовании [9] было установлено,что на работающих печах прокаливания ферросплавов достигается только части- чное удаление влаги.Удаление связанного и свободного водорода из ферросплавов не происходит из-за низкой температуры их нагрева.Ре- зультаты исследования подтверждают, что при использовании непро- сушенных ферросплавов содержание водорода в низколегированных марганцовистых марках стали возрастает только на 0,4 - 0,7 ppm, вместо 2,1 - 2,3ppm по расчету. Влияние содержания остаточной влаги в "новой" футеровке стальковшей на содержание водорода в стали приведено в таблице 9, промковшей - в таблице 10.Прирост содержания водорода в стали на первой плавке в стальковше составляет +0,4 ppm, в промковше +0,3 ppm. Зависимость содержания водорода в стали от влаги воздуха приведена в таблицах 11 и 12.Увеличение содержания влаги на 10% (в интервале от 70 до 100%) приводит к росту водорода в стали на 0,4-0,5 ppm. стр.23 Увеличение содержания водорода в стали происходит от инжек- ции влажного воздуха в полость конвертера при низких концентрациях углерода в металле ("вялом" газовыделении). Так при снижении содер- жания углерода после окончания продувки с 0,07% до 0,04% или произ- водстве додувок содержание водорода в стали возрастает на 0,3-0,4 ppm (рис.5). В таблице 13 приведено влияние на содержание водорода в ста- ли течи воды из кессона охладителя конвертерных газов (ОКГ).На пла- вках, продутых с течью воды из ОКГ, содержание водорода в стали по- вышается в среднем на 0,5-0,6 ppm. В таблице 14 приведена зависимость содержания в стали водоро- да от продолжительности додувки. Додувка плавки с продолжительностью 1 минута и более приводит к дополнительному приросту содержания водо- рода в стали в среднем на 1 ppm. При додувках плавок с течью воды из ОКГ дополнительный прирост содержания водорода в стали возрастает до 1,5 - 3,5 ppm вследствие увеличения продолжительности инжекции пара в полость кон- вертера, а также попадания воды на повалках конвертера. Влияние влаги атмосферы проявляется также при увеличении продолжительности контакта металла с воздухом во время выпуска плав- ки (табл.15) и внепечной обработки на УДМ (табл.16). При увеличении продолжительности выпуска и обработки плавки на УДМ на 2 минуты содержание водорода в стали возрастает на 0,1 и на 0,2 ppm соответственно. Выявить влияние содержания влаги в материалах,содержащих сво- бодный или связанный с углеродом водород,не представляется возможным из-за отсутствия информации и методик для определения содержания та- кого водорода. Методом математической статистики установлено следующее влия- ние на прирост содержания водорода в стали влаги шлакообразующих материалов, ppm на кг/т их удельного расхода: - извести во время продувки - 0,02; - известняка после окончания продувки - 0,10; - ТШС в стальковш во время выпуска плавки - 0,17. 4.3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НА СОДЕРЖАНИЕ ВОДОРОДА В СТАЛИ МАССОВОГО РАСХОДА НАУГЛЕРАЖИВАТЕЛЕЙ И МАРГАНЦЕВЫХ ФЕРРОСПЛАВОВ Легирование металла во время выпуска плавки оказывает опре- деляющее воздействие на насыщение стали водородом (рис.4). Основное количество водорода в этот период вносится из на- углераживателей и марганцевых ферросплавов. 4.3.1. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НА СОДЕРЖАНИЕ ВОДОРОДА В СТАЛИ РАСХОДА НАУГЛЕРАЖИВАТЕЛЯ Применяемые науглераживатели антрацит АС и отсевы термоант- рацита содержат водород в виде влаги (25-40%) и в виде углеводоро- да (60-75%). Установлено (таблица 17),что увеличение расхода антрацита на 100 кг ( 0,3 кг/т ) повышает содержание в стали водорода на 0,27- 0,35 ppm. Расчетным путем определено усвоение водорода антрацита (в ви- де влаги и соединений с углеродом) металлом,значение которого колеб- лется в пределах от 18 до 21%. стр.26 Таблица 17 Среднее содержание водорода в готовой стали в зависимости от расхода науглераживателя, ppm +------------------------------------------------------------------+ | Расход наугле- | К-во |Термоантрацит | К-во | Антрацит | | раживателя, кг |плавок| |плавок| семечка | |-----------------|------|--------------|------|-------------------| | | | | | | | 0 | 9 | 5,2 | 48 | 4,7 | |-----------------|------|--------------|------|-------------------| | | | | | | | 100 - 150 | 11 | 5,8 | 70 | 5,3 | |-----------------|------|--------------|------|-------------------| | | | | | | | 200 - 350 | 24 | 6,3 | 73 | 5,8 | |-----------------|------|--------------|------|-------------------| | | | | | | | 400 - 550 | 8 | 6,8 | 12 | 6,8 | |-----------------|---------------------|--------------------------| | Прирост содержа-| | | | ния водорода,ppm| 0,27 | 0,35 | | на 100кг антрац.| | | +------------------------------------------------------------------+ Необходимо отметить,что науглераживание металла отсевом тер- моантрацита, несмотря на существенно большую его гигроскопичность (табл.3), предпочтительно,так как этот антрацит имеет в своем сос- таве в 1,5-2 раза меньшее содержание углеводородов,чем в антраците АС. Поэтому,при одном и том же содержании влаги,насыщение стали во- дородом науглераживателя уменьшается на 15-20% при использовании отсева термоантрацита. Необходимо также отметить большое влияние на насыщение ме- талла водородом содержания влаги в антраците (табл.18). Таблица 18 Влияние содержания влаги в антраците на содержание водорода в углеродистых марках стали, ppm +-----------------------------------------------------------------+ | Р а с х о д | Содержание влаги в науглераживателе, % | | науглераживателя, кг|-------------------------------------------| | | <3,0 | 3,1 - 5,0 | >5,0 | |---------------------|------------|----------------|-------------| | 200 - 250 | 6,1 | 7,3 | 9,8 | | ------------- | ------ | ------ | ------ | | кол-во плавок | 19 | 7 | 7 | +-----------------------------------------------------------------+ При увеличении среднего содержания влаги в антраците с н.б. 3% до более 5% средняя концентрация водорода в стали может повыша- ться с 6,1 ppm до 9,8 ppm. Такое резкое повышение содержания водорода в стали, по-види- мому, связано также с параллельным увеличением содержания влаги в других гигроскопичных материалах плавки из-за увеличения воз- действия влаги атмосферы или воды текущих элементов ОКГ. стр.27 4.3.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НА СОДЕРЖАНИЕ ВОДОРОДА В СТАЛИ РАСХОДА МАРГАНЦЕВЫХ ФЕРРОСПЛАВОВ Марганцевые ферросплавы содержат водород в составе влаги,а также остаточный водород в виде атомарного и гидрата окиси марганца (таблицы 1 и 2). Для определения влияния расхода марганцевых ферро- сплавов были отобраны плавки с равными значениями факторов,оказыва- ющих основное влияние на насыщение металла водородом,а именно - расхода в стальковш на выпуске плавки науглераживателя,ТШС,состоя- ние футеровки ковшей и др. Результаты проведенного исследования (табл.19) показали,что с увеличением расхода ферросплавов на 1 т (3 кг/т) содержание во- дорода в стали в среднем повышается на 0,3 ppm (0,2 - 0,4 ppm). Сравнение прироста содержания водорода в стали , при легиро- вании металла марганцем на 1%, с использованием сухого ферромарган- ца, на 1 ppm [5] и, в нашем случае, просушенного в печи, на 1,5 ррm подтверждает выводы [9] о малой эффективности печей по удалению влаги. Таблица 19 Влияние расхода марганцевых ферросплавов на содержание водорода в готовой стали +--------------------------------------------------------------+ |Расход марганцевых | Количество | Среднее содержание водорода | |ферросплавов,т | плавок | в готовой стали, ррm | +-------------------+------------+-----------------------------| | | | | | 2,0 - 2,5 | 11 | 4,5 | | | | | +-------------------+------------+-----------------------------| | | | | | 3,0 - 3,5 | 24 | 4,7 | | | | | +-------------------+------------+-----------------------------| | | | | | 4,0 - 4,5 | 18 | 4,9 | | | | | +-------------------+------------+-----------------------------| | | | | | 5,0 - 5,5 | 70 | 5,3 | | | | | +-------------------+------------+-----------------------------| | | | | | 6,0 - 6,5 | 25 | 5,6 | | | | | +--------------------------------------------------------------+ 4.4. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО СНИЖЕНИЮ СОДЕРЖАНИЯ ВЛАГИ И ВОДОРОДА В НАУГЛЕРАЖИВАТЕЛЕ И ФЕРРОСПЛАВАХ Как уже отмечалось ранее наибольшее содержание влаги присуще материалам, доставляемым в открытых вагонах (табл.1,2,3). Поэтому, подготовка таких материалов к плавке должна включать мероприятия (раздел 2,стр.2), позволяющие сократить содержание влаги,таких как выдержку в сухих бункерах,сушку и прокаливание,доставку в закрытой таре и др. стр.28 4.4.1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СУШКИ НАУГЛЕРАЖИВАТЕЛЕЙ В антраците марки АС и антраците-термоотсеве содержание вла- ги может достигать до 7% и более.Поэтому,для снижения прироста содер- жания водорода в стали,антрацит необходимо сушить. Для этих целей были использованы барабанные сушила, предназначенные по проекту для просушки ферросплавов и используемые в настоящее время для сушки флюсов, идущих на приготовление порошкообразных шлакообразующих смесей. С целью отработки оптимальной технологии сушки антрацита бы- ли опробованы два режима: - 1 - "порционный" с загрузкой порции массой от 2,5 до 3т; - 2 - "непрерывный" с подзагрузкой антрацита по мере раз- грузки сушила. Загрузку антрацита в сушило начинали после достижения темпе- ратуры продуктов сгорания газов на входе в барабан 600°С и темпера- туры на выходе из барабана 120°С. Выгрузку антрацита из сушила про- изводили при достижении температуры отходящих газов 120-130°С. В результате выполненной обработки данных (рис.6) было уста- новлено: - по режиму 1 - конечное содержание влаги составляло от 1,1 до 2,1%,при исходном содержании от 5 до 7,1%. За 30 минут сушки 3т антрацита содержание влаги уменьшалось в среднем на 73%. При этом, производительность барабанного сушила со- ставила 5 т/час; - по режиму 2 - конечное содержание влаги составляло от 1 до 3,5%, при исходном содержании от 5 до 7%. За 80 минут сушки 6т антрацита содержание влаги в среднем снизилось с 6,2 до 2,5%,то есть на 59,7%. Производительность сушила составила 4,3 т/час. Таким образом,сушку антрацита по режиму 1 следует принять за оптимальный,как имеющий лучшие показатели по удалению влаги и по производительности. Необходимо отметить (рис.7),что в процессе передачи и вылежи- вания антрацита в расходных бункерах конвертеров,содержание в нем влаги возрастает,в зависимости от продолжительности его вылеживания, на 0,5 - 0,8%. В результате проведенных исследований разработаны предло- жения для внесения в ПТИ эксплуатации барабанного сушила (БС) для сушки ферросплавов по сушке антрацита. Пункт 2.4.действующей ПТИ дополнить подпунктами 2.4.1.-2.4.4: 2.4.1. Производительность БС при сушке антрацита 5 т/час. Сушку антрацита производят порциями массой 3,0 т; 2.4.2. Антрацит в БС загружают при достижении температуры продуктов сгорания газа на входе в барабан 500-600°С и выходе из барабана не менее 120-130°С; 2.4.3. Антрацит из БС начинают выгружать при достижении тем- пературы отходящих из барабана газов 130°С; 2.4.4. Загрузку в БС следующей порции антрацита производят после выдачи из сушила половины просушенного антрацита. 4.4.2. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ПЕЧИ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ВЛАГИ И ВОДОРОДА ИЗ ФЕРРОСПЛАВОВ Содержание влаги в ферросплавах может достигать (в пересче- те на водород) до 700-800 ppm в марганцевых ферросплавах и до 1800 ppm в ферросилиции (табл.1 и 2) и растворенного,остаточного водорода до 88 - 132 ppm и 9,5 ppm соответственно. стр.31 Поэтому,при открытой доставке ферросплавов [5],производят нагрев ферросплавов до температуры 400-600°С с целью удаления влаги и растворенного остаточного водорода (рис.3 А ). Применявшиеся в цехе для этих целей колосниковые печи "про- каливания" ферросплавов не обеспечивали удаления из ферросплавов остаточного водорода и только частично удаляли влагу [9]. Поэтому,совместно с ПКО были разработаны технические предло- жения для проекта порционной вращающейся печи для прокаливания фер- росплавов (Приложение 2). Основные параметры печи: - габариты корпуса печи по внутреннему объему, мм: - диаметр - 1300 - длина - 2000 - объем, м3 - 2,6 - разовая доза загружаемых ферросплавов, т - 5. Корпус печи смонтирован на базе бетоносмесителя СБ-10В Сла- вянского завода строительных машин. Привод вращения корпуса печи электромеханический,привод на- клона - гидравлический. Максимальная температура нагрева ферросплавов до 600°С,про- должительность нагрева 15-20 минут. Тип горелки для нагрева ферросплавов - инжекционный,расход газа до 350 м3/час. Разработанная конструкция печи имеет малые габариты и,поэто- му, может работать в потоке подачи ферросплавов в конвертер (взамен колосниковых печей) или в отделении ферросплавов. Применение малогабаритной вращающейся печи не требует пере- делки существующего оборудования тракта подачи ферросплавов. Технология сушки и прокаливания ферросплавов предполагает несколько режимов работы печи. +--------------------------------------------------------------+ | Наименование | Температура | Продолжительность | | ферросплавов | нагрева | выдержки, минут | +--------------------+-----------------+-----------------------| | | | | | марганцевые | 400 - 500 | 15 - 20 | | | | | +--------------------+-----------------+-----------------------| | кремнистые | | | | | 150 - 200 | 15 - 20 | | и другие | | | +--------------------------------------------------------------+ Расчетная производительность печи от 10 до 13 т/час. 4.4.3. НАУГЛЕРАЖИВАНИЕ МЕТАЛЛА ЖИДКИМ ЧУГУНОМ Разработанная ранее технология науглераживания металла жид- ким чугуном при производстве стали 45 взамен антрацита показала ряд существенных преимуществ,в том числе снижение содержания в стали водорода на 40%. В этой связи,были разработаны рекомендации по технологичес- кому процессу производства с науглераживанием жидким чугуном осталь- ных среднеуглеродистых марок стали (РТП 232-36-97,приложение 3),ко- торые позволили расширить объем внедрения и применения прогрессивной технологии. В результате использования для науглераживания метал- ла жидкого чугуна содержание водорода в стали уменьшилось (табл.20) в среднем с 8,2 ppm до 4,4 ppm,т.е. на 47%. стр.33 5. В Ы В О Д Ы 1. Разработаны и внедрены в производство методики определения содержания влаги в шлакообразующих материалах: извести, ТШС,известняке,доломите и силикокальции с нагревом проб до температуры 600°С для удаления влаги гидрооксидов кальция. 2. Установлено, что содержание влаги в основных материалах конвертерной плавки колеблется в очень широких пределах (табл.3). Максимальные значения отличались от минимальных в 10-25 раз в ферросплавах, в 7-10 раз в антраците, в 4-30 раз в шлакообразующих материалах. 3. Максимальные средние содержания влаги получены в пробах антрацита марки ТМ-3 - 3,5% и марки АС - 2,4%,а также в ТШС - 2,3%. 4. Методом математической статистики установлено усвоение сталью водорода влаги шлакообразующих материалов, в том числе: - извести,присаженной в конвертер во время продувки, от 1,5 до 2%; - известняка и извести,присаженных в конвертер после окончания продувки, от 3 до 4%; - ТШС,присаженной в стальковш во время выпуска плавки, от 7 до 10%. 5. Установлено влияние на прирост содержания водорода в го- товой стали влаги окружающей металл среды, в том числе: - на 0,4-0,5 ppm при увеличении содержания влаги атмосферного воз- духа на 10%; - на 0,4 ppm на первых плавках с новой футеровкой сталеразливочного ковша и 0,3 ppm промежуточного ковша; - на 0,3 или 0,4 ppm от увеличения подсосов воздуха в полость кон- вертера при снижении содержания углерода после продувки с 0,07 до 0,04% или производстве додувок; - на 0,5-0,6 ppm при течи воды из кессона ОКГ, на плавках с додувка- ми возрастает до 1,5-3,5 ppm. 6. Установлено влияние расхода материалов на прирост содержания водорода в готовой стали,приведенное к удельному расходу, 1 ppm/кг/т стали , в том числе: - 0,9 ppm из антрацита, 0,17 ppm из ТШС и 0,1 ppm из марганцевых ферросплавов,присаживаемых в сталеразливочный ковш во время выпуска плавки; - 0,02 ppm из извести,присаживаемой в конвертер во время продувки; - 0,1 ppm из извести и известняка,присаживаемых в конвертер после продувки. 7. Науглераживание металла жидким чугуном взамен антрацита марки ТМ-3 снижает содержание водорода в стали среднеуглеродистых марок в среднем на 40%. 8. Разработана и внедрена технология сушки антрацита в барабанных сушилах для ферросплавов,позволяющая сократить содержание влаги до 1,5%. 9. Разработана конструкция порционной вращающейся печи (технические предложения) для прокаливания ферросплавов. 10. Разработаны РТП (232-36-97),направленные на расширение применения технологии науглераживания металла жидким чугуном на весь сортамент среднеуглеродистых марок стали. 6. Р Е К О М Е Н Д А Ц И И 1. Производить отбор проб на определение содержания влаги из каждой партии поступивших в цех антрацита,извести,плавикового шпата мелкой фракции (-20 мм),марганцевых и кремнистых ферроспла- вов. При передаче материалов напрямую в расходные бункера конвер- теров пробы отбирать из лотков вибропитателей. 2. Просушку антрацита и плавикового шпата для ТШС произво- дить при исходном содержании в них влаги более 2%.Содержание влаги после их просушки не должно превышать 1,5%. 3. Внести оптимальные параметры сушки антрацита (стр. 28 п.4.4.1.) в ПТИ по эксплуатации барабанного сушила для сушки фер- росплавов. 4. Ферросплавы с содержанием влаги более 1% необходимо вы- держивать в бункерах отделения ферросплавов или конвертерном, с целью удаления влаги,в течение не менее 4 дней для кремнистых и 7 дней для марганцевых ферросплавов. 5. Оценивать качество подготовки извести к плавке по двум параметрам: I - степень гидратации извести по потерям массы пробы при ее нагреве до 600°С; II - качество обжига извести по потерям массы пробы при пов- торном нагреве до 900°С , % ППП. 6. Предложить ДонНИИЧермет внести изменения в ТУ 14-16-42-90 по методике определения качества обжига извести, включающей её предварительный нагрев до температуры 600°С для удаления влаги гид- рооксидов кальция. 7. Рассмотреть возможность использования малогабаритной пор- ционной вращающейся печи для сушки мокрых ферросплавов. стр.9 Таблица 2 Содержание в ферросплавах остаточного водорода в зависимости от степени их увлажнения и фракционного состава через 24 суток +---------------------------------------------------------------------------------------------------+ |Фракцион-| Содержание фракций в | Однократное увлажнение | Многократное увлажнение | |ный сос- | ферросплавах, % | | | |тав, мм +-----------------------+--------------------------------+--------------------------------| | | FeMn80| SiMn70 | FeSi | FeMn80 | SiMn70 | FeSi | FeMn80 | SiMn70 | FeSi | +---------+-------+--------+------+----------+----------+----------+----------+----------+----------| | -10 | 20 | 25 | 35 | 280 | 290 | 5 | 380 | 270 | 10 | +---------+-------+--------+------+----------+----------+----------+----------+----------+----------| |10-31,5 | 65 | 60 | 55 | 40 | 30 | 5 | 80 | 30 | 10 | +---------+-------+--------+------+----------+----------+----------+----------+----------+----------| | +31,5 | 15 | 15 | 10 | 20 | 10 | 5 | 30 | 15 | 5 | +---------------------------------+----------+----------+----------+----------+----------+----------| |С р е д н е е з н а ч е н и е | 85,0 | 92,0 | 5,0 | 132,5 | 87,8 | 9,5 | +---------------------------------------------------------------------------------------------------+ стр.17 Таблица 5 Частотное распределение влияния расхода извести в период продувки на содержание водорода в готовой стали марки 09Г2ФБ +----------------------------------------------------------------------------------------------------+ | Расход | Кол-во | С о д е р ж а н и е в о д о р о д а в г о т о в о й с т а л и, ppm | | извести, | плавок |--------------------------------------------------------------------------------| | т | | 3,0-4,0| 4,1-5,0| 5,1-6,0| 6,1-7,0| 7,1-8,0| 8,1-9,0| 9,1-10,0| ср.зн.| СКО *) | |----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 23 - 26 | 17 | | | | | | | | | | | | % | 5,9 | 23,5 | 29,4 | 23,5 | 5,9 | 11,8 | - | 5,8 | 1,38 | |----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 27 - 30 | 55 | | | | | | | | | | | | % | - | 20,0 | 36,4 | 23,6 | 14,5 | 3,6 | 1,8 | 6,0 | 1,18 | |----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 31 - 34 | 27 | | | | | | | | | | | | % | - | 18,5 | 22,2 | 29,6 | 18,5 | 11,1 | - | 6,3 | 1,25 | +----------------------------------------------------------------------------------------------------+ стр.18 Таблица 6 Частотное распределение влияния расхода известняка для охлаждения плавки в конвертере на содержание водорода в готовой стали марок 09Г2ФБ и 13Г1СУ +-----------------------------------------------------------------------------------------------------+ | Расход |Кол-во| С о д е р ж а н и е в о д о р о д а в г о т о в о й с т а л и, ppm | | известняка,|плавок|--------------------------------------------------------------------------------| | т | | 4,1-5,0| 5,1-6,0| 6,1-7,0| 7,1-8,0| 8,1-9,0| 9,1-10 | > 10,0 | ср.зн.| СКО *) | | | | | | | | | | | | | |-------------|------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 0,5 | 104 | | | | | | | | | | | | % | 18,3 | 34,6 | 28,8 | 11,5 | 5,8 | - | 1,0 | 6,1 | 1,16 | |-------------|------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 1,5 | 75 | | | | | | | | | | | | % | 13,3 | 37,3 | 26,7 | 16,0 | 5,3 | - | 1,3 | 6,2 | 1,16 | |-------------|------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 2,5 | 26 | | | | | | | | | | | | % | 11,5 | 34,6 | 30,8 | 11,5 | 11,5 | - | - | 6,3 | 1,15 | |-------------|------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 3,5 | 10 | | | | | | | | | | | | % | - | 30,0 | 30,0 | 20,0 | 10,0 | 10,0 | - | 6,5 | 1,28 | +-----------------------------------------------------------------------------------------------------+ Таблица 7 Частотное распределение влияния расхода твердой шлаковой смеси (ТШС) на содержание водорода в готовой стали марки 09Г2С +----------------------------------------------------------------------------------------------------+ | Расход | Кол-во | С о д е р ж а н и е в о д о р о д а в г о т о в о й с т а л и, ppm | | | плавок |--------------------------------------------------------------------------------| | ТШС, т | | 3,0-4,0| 4,1-5,0| 5,1-6,0| 6,1-7,0| 7,1-8,0| 8,1-9,0| 9,1-10,0| ср.зн.| СКО *) | |----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 1,0-1,5 | 45 | | | | | | | | | | | | % | 13,3 | 48,9 | 26,7 | 4,4 | 4,4 | - | 2,2 | 5,0 | 1,16 | |----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 2,0-2,5 | 52 | | | | | | | | | | | | % | 3,8 | 25,0 | 48,1 | 21,2 | 1,9 | - | - | 5,5 | 0,83 | |----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 3,0 | 14 | | | | | | | | | | | | % | 7,1 | 21,4 | 21,4 | 21,4 | 28,6 | - | - | 6,0 | 1,30 | +----------------------------------------------------------------------------------------------------+ стр.20 Таблица 9 Частотное распределение содержания водорода в готовой стали в зависимости от стойкости футеровки сталеразливочного ковша +----------------------------------------------------------------------------------------------------+ |Стойкость | Кол-во | С о д е р ж а н и е в о д о р о д а в г о т о в о й с т а л и, ppm | |футеровки | плавок,|------------------------------------------------------------------------------ | |стальковша | | 3,0-3,9| 4,0-4,9| 5,0-5,9| 6,0-6,9| 7,0-7,9| 8,0-8,9|9,0-9,9 | ср.зн.| СКО *) | | | % | | | | | | | | | | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|-------|--------| | 1 | 66 | | | | | | | | | | | | % | 1,5 | 12,1 | 39,4 | 21,2 | 22,7 | 1,5 | 1,5 | 6,1 | 1,14 | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|-------|--------| | 2 | 57 | | | | | | | | | | | | % | 19,3 | 28,0 | 28,0 | 19,3 | 3,5 | 1,8 | | 5,7 | 1,13 | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|-------|--------| | более 2 | 80 | | | | | | | | | | | | % | 8,9 | 30,0 | 41,3 | 13,8 | 3,8 | 2,5 | - | 5,6 | 1,11 | +----------------------------------------------------------------------------------------------------+ Таблица 10 Частотное распределение содержания водорода в готовой стали в зависимости от стойкости футеровки промежуточного ковша +-----------------------------------------------------------------------------------------------------+ |Стойкость | Кол-во | С о д е р ж а н и е в о д о р о д а в г о т о в о й с т а л и, ppm | |футеровки | плавок,|--------------------------------------------------------------------------------| |пром.ковша | | 3,0-4,0| 4,1-5,0| 5,1-6,0| 6,1-7,0| 7,1-8,0| 8,1-9,0| 9,1-10,0| ср.зн.| СКО *) | | | % | | | | | | | | | | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 1 | 22 | - | | | | | | | | | | | % | | 18,2 | 40,9 | 27,3 | 9,1 | 4,5 | - | 6,0 | 1,03 | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 2 | 17 | | | | | | | | | | | | % | | 17,6 | 35,2 | 41,2 | - | - | - | 5,7 | 0,91 | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | более 2 | 39 | - | | | | | | | | | | | % | | 20,5 | 53,8 | 15,4 | 10,3 | - | - | 5,7 | 0,86 | +-----------------------------------------------------------------------------------------------------+ стр.21 Таблица 11 Влияние влажности воздуха на содержание водорода в готовой стали марки 09Г2ФБ +---------------------------------------------------------------------------------------------+ | Влажность | Кол-во | С о д е р ж а н и е в о д о р о д а в г о т о в о й с т а л и,ppm | | воздуха, | плавок |------------------------------------------------------------------------| | % | % | 4,1-5,0| 5,1-6,0| 6,1-7,0| 7,1-8,0| 8,1-9,0| 9,1-10 | ср.зн. | СКО *) | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|--------| | 70 - 80 | 43 | | | | | | | | | | | % | 27,9 | 39,5 | 20,9 | 7,0 | 4,7 | - | 5,8 | 1,07 | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|--------| | 81 - 90 | 17 | | | | | | | | | | | % | 11,8 | 41,2 | 17,6 | 17,6 | 11,8 | - | 6,3 | 1,14 | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|--------| | 91 - 100 | 30 | | | | | | | | | | | % | 6,7 | 23,3 | 40,0 | 20,0 | 6,7 | 3,3 | 6,7 | 1,13 | +---------------------------------------------------------------------------------------------+ Таблица 12 Влияние влажности воздуха на содержание водорода в готовой стали углеродистых марок (без науглераживания металла антрацитом) +---------------------------------------------------------------------------------------------+ | Влажность | Кол-во | С о д е р ж а н и е в о д о р о д а в г о т о в о й с т а л и,ppm | | воздуха, | плавок |------------------------------------------------------------------------| | % | % | 4,1-5,0| 5,1-6,0| 6,1-7,0| 7,1-8,0| 8,1-9,0| 9,1-10 | ср.зн. | СКО *) | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|--------| | 70 - 80 | 28 | | | | | | | | | | | % | - | 78,6 | 17,9 | 3,6 | - | - | 5,8 | 0,51 | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|--------| | 81 - 90 | 19 | | | | | | | | | | | % | 5,3 | 47,4 | 26,3 | 21,1 | - | - | 6,2 | 0,87 | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|--------| | 91 - 100 | 47 | | | | | | | | | | | % | - | 27,7 | 44,7 | 25,5 | 2,1 | - | 6,6 | 0,79 | +---------------------------------------------------------------------------------------------+ стр.24 Таблица 13 Влияние течи воды из кессона О К Г на содержание водорода в готовой стали +---------------------------------------------------------------------------------------------------------+ | Группа |Состояние|Кол-во| С о д е р ж а н и е в о д о р о д а в г о т о в о й с т а л и, ppm | | марок | О К Г |плавок|-------------------------------------------------------------------------------| | стали | | | 3,0-4,0| 4,1-5,0| 5,1-6,0| 6,1-7,0| 7,1-8,|8,1-9,0|9,1-10|>10,0 |ср.зн.|СКО *)| | | | | | | | | | | | | | | |--------|---------|------|--------|--------|--------|--------|-------|-------|------|------|------|------| | | с течью | 47 | | | | | | | | | | | | Углеро-| | % | 2,1 | 12,8 | 34,0 | 21,3 | 23,4 | 6,4 | - | - | 6,3 | 1,21 | | |---------|------|--------|--------|--------|--------|-------|-------|------|------|------|------| | дистые | без течи| 42 | | | | | | | | | | | | | | % | - | 16,7 | 54,8 | 23,8 | 4,8 | - | - | - | 5,7 | 0,77 | |--------|---------|------|--------|--------|--------|--------|-------|-------|------|------|------|------| | | с течью | 101 | | | | | | | | | | | |Низколе-| | % | - | 17,8 | 42,6 | 17,8 | 12,9 | 3,0 | 5,0 | 1,0 | 6,1 | 1,35 | |гирован-|---------|------|--------|--------|--------|--------|-------|-------|------|------|------|------| |ные | без течи| 73 | | | | | | | | | | | | | | % | 1,4 | 24,7 | 47,9 | 21,9 | 4,1 | - | - | - | 5,6 | 0,83 | +---------------------------------------------------------------------------------------------------------+ Таблица 14 Частотное распределение влияния продолжителности додувок на содержание водорода в готовой стали марок 09Г2ФБ и 13Г1СУ +-----------------------------------------------------------------------------------------------------+ |Продолжи- | Кол-во | С о д е р ж а н и е в о д о р о д а в г о т о в о й с т а л и, ppm | |тельность | плавок |--------------------------------------------------------------------------------| |додувки,сек| | 3,0-4,0| 4,1-5,0| 5,1-6,0| 6,1-7,0| 7,1-8,0| 8,1-9,0| 9,1-10,0| ср.зн.| СКО *) | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 0 | 201 | | | | | | | | | | | | % | 2,5 | 34,3 | 35,8 | 17,4 | 7,0 | 2,5 | 0,5 | 5,6 | 1,10 | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 20 - 40 | 75 | | | | | | | | | | | | % | - | 26,7 | 28,0 | 22,7 | 18,7 | 4,0 | - | 6,0 | 1,18 | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 41 - 60 | 65 | | | | | | | | | | | | % | - | 12,3 | 33,8 | 40,0 | 13,8 | - | - | 6,3 | 0,91 | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | > 60 | 10 | | | | | | | | | | | | % | - | 10,0 | 20,0 | 40,0 | 20,0 | 10,0 | - | 6,6 | 1,10 | +-----------------------------------------------------------------------------------------------------+ стр.25 Таблица 15 Частотное распределение влияния продолжительности выпуска на содержание водорода в готовой стали марок 09Г2ФБ и 13Г1СУ +-----------------------------------------------------------------------------------------------------+ | Продолжи- | Кол-во | С о д е р ж а н и е в о д о р о д а в г о т о в о й с т а л и, ppm | | тельность | плавок |--------------------------------------------------------------------------------| | выпуска | | 3,0-4,0| 4,1-5,0| 5,1-6,0| 6,1-7,0| 7,1-8,0| 8,1-9,0| 9,1-10,0| ср.зн.| СКО *) | | плавки,мин| | | | | | | | | | | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 4 - 5 | 44 | | | | | | | | | | | | % | - | 13,6 | 40,9 | 27,3 | 15,9 | 2,3 | - | 6,1 | 0,99 | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 6 - 7 | 186 | | | | | | | | | | | | % | - | 14,0 | 33,9 | 31,1 | 16,1 | 4,8 | - | 6,2 | 1,06 | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 8 - 9 | 126 | - | | | | | | | | | | | % | | 15,1 | 27,8 | 36,5 | 15,1 | 4,8 | 0,8 | 6,3 | 1,10 | +-----------------------------------------------------------------------------------------------------+ Таблица 16 Частотное распределение влияния продолжительности продувки металла на УДМ на содержание водорода в готовой стали марок 09Г2ФБ и 13Г1СУ +-----------------------------------------------------------------------------------------------------+ | Продолжи- | Кол-во | С о д е р ж а н и е в о д о р о д а в г о т о в о й с т а л и, ppm | | тельность | плавок |--------------------------------------------------------------------------------| | продувки, | | 3,0-4,0| 4,1-5,0| 5,1-6,0| 6,1-7,0| 7,1-8,0| 8,1-9,0| 9,1-10,0| ср.зн.| СКО *) | | мин | | | | | | | | | | | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 12 - 13 | 194 | | | | | | | | | | | | % | 1,5 | 32,0 | 36,6 | 21,1 | 7,2 | 1,5 | - | 5,6 | 0,96 | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 14 - 15 | 131 | | | | | | | | | | | | % | - | 28,2 | 32,8 | 23,7 | 12,2 | 3,1 | - | 5,8 | 1,09 | |-----------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 16 - 17 | 51 | | | | | | | | | | | | % | 3,9 | 17,6 | 27,5 | 31,4 | 11,8 | 5,9 | 2,0 | 6,1 | 1,29 | +-----------------------------------------------------------------------------------------------------+ стр.16 Таблица 4 Влажность воздуха по месяцам в 1996 и 1997 годах +------------------------------------------------------------------------------------------+ | Год | В л а ж н о с т ь в о з д у х а, % | |------|-----------------------------------------------------------------------------------| |Месяц | янв. | фев. | март | апр. | май | июнь | июль | авг.| сент.| окт. | нояб.| дек. | |------|------|------|------|------|------|------|------|------|------|------|------|------| | | | | | | | | | | | | | | | 1996 | 78,7 | 83,0 | 80,0 | 72,0 | 67,8 | 60,2 | 44,5 | 54,5 | 72,4 | 73,7 | 93,6 | 79,5 | | | | | | | | | | | | | | | |------|------|------|------|------|------|------|------|------|------|------|------|------| | | | | | | | | | | | | | | | 1997 | 77,4 | 82,7 | 79,7 | 79,3 | 71,5 | 80,3 | 80,0 | 78,0 | 78,4 | 85,8 | 92,3 | 88,6 | | | | | | | | | | | | | | | +------------------------------------------------------------------------------------------+ стр.32 Таблица 20 Влияние способа науглероживания на содержание водорода в готовой стали среднеуглеродистых марок +-------------------------------------------------------------------------------------------------------+ | Способ |Кол-во | С о д е р ж а н и е в о д о р о д а в г о т о в о й с т а л и, ppm | | науглера-|плавок |------------------------------------------------------------------------------------| | живания | |<3,0|3,0-4,0| 4,1-5,0| 5,1-6,0| 6,1-7,0| 7,1-8,0| 8,1-9,0| 9,1-10,0| ср.зн.| СКО *) | |----------|-------|----|-------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | антрацит | 7 | | | | | | | | | | | | | % | - | - | - | - | 14,3 | 28,6 | 28,6 | 28,6 | 8,2 | 1,83 | |----------|-------|----|-------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | жидкий | 66 | | | | | | | | | | | | чугун | % | 4,5| 28,1 | 37,5 | 20,3 | 9,4 | - | | - | 4,4 | 0,97 | | | | | | | | | | | | | | +-------------------------------------------------------------------------------------------------------+ Таблица Прирост содержания водорода в готовой стали марок ФБ и 13Г1СУ в зависимости от расхода марганцевых ферросплавов на У Д М +-----------------------------------------------------------------------------------------------------+ |Масса присад-|Кол-во| С о д е р ж а н и е в о д о р о д а в г о т о в о й с т а л и, ppm | |ки марганцев.|плавок|--------------------------------------------------------------------------------| |ферросплавов,| | 3,0-4,0| 4,1-5,0| 5,1-6,0| 6,1-7,0| 7,1-8,0| 8,1-9,0| > 10,0 | ср.зн.| СКО *) | | т | | | | | | | | | | | |-------------|------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 0 | 116 | | | | | | | | | | | | % | 2,6 | 17,2 | 46,6 | 20,7 | 11,2 | 1,7 | - | 5,8 | 1,01 | |-------------|------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 0,2 | 89 | | | | | | | | | | | | % | 1,1 | 37,1 | 25,8 | 20,2 | 15,7 | - | - | 5,7 | 1,09 | |-------------|------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 0,4 | 87 | | | | | | | | | | | | % | 1,1 | 18,4 | 35,6 | 33,3 | 6,9 | 4,6 | - | 5,9 | 1,03 | |-------------|------|--------|--------|--------|--------|--------|--------|---------|-------|--------| | 0,6 | 50 | | | | | | | | | | | | % | 2,0 | 26,0 | 32,0 | 18,0 | 16,0 | 4,0 | 2,0 | 6,0 | 1,34 | +-----------------------------------------------------------------------------------------------------+ Таблица Влияние сушки ферросплавов на содержание водорода в готовой стали +-----------------------------------------------------------------+ | Марка | Работа печей | Кол-во | Содержание водорода | | стали | | плавок | в готовой стали, ppm | |-----------|-----------------|-----------|-----------------------| | | с сушкой | 111 | 5,8 | | St 52.3 |-----------------|-----------|-----------------------| | | без сушки | 109 | 6,5 | |-----------|-----------------|-----------|-----------------------| | | с сушкой | 92 | 5,7 | | 13Г1СУ |-----------------|-----------|-----------------------| | | без сушки | 49 | 6,4 | |-----------|-----------------|-----------|-----------------------| | | с сушкой | 91 | 6,0 | | ФБ |-----------------|-----------|-----------------------| | | без сушки | 95 | 6,5 | +-----------------------------------------------------------------+ Таблица Влияние расхода марганцевых ферросплавов на содержание водорода в готовой стали +------------------------------------------------------------+ | Расход марганцевых| Количество| Среднее содержание водорода| | ферросплавов, т | плавок | в готовой стали, ppm | | | | | +-------------------+-----------+----------------------------| | | | | | 2,0 - 2,5 | 11 | 4,5 | | | | | +-------------------+-----------+----------------------------| | | | | | 3,0 - 3,5 | 24 | 4,7 | | | | | +-------------------+-----------+----------------------------| | | | | | 4,0 - 4,5 | 18 | 4,9 | | | | | +-------------------+-----------+----------------------------| | | | | | 5,0 - 5,5 | 70 | 5,3 | | | | | +-------------------+-----------+----------------------------| | | | | | 6,0 - 6,5 | 25 | 5,6 | | | | | +------------------------------------------------------------+ Таблица Влияние влажности воздуха на содержание водорода в готовой стали +-------------------------------------------------------------------+ | М а р к а | В л а ж н о с т ь в о з д у х а, %| Средний прирост| | +------------------------------------| [H] на 10% вла-| | с т а л и | 70 - 80 | 81 - 90 | 91 - 120 | ги , ppm | +-------------+-----------+-----------+------------+----------------| | углеродист. | 5,8 | 6,2 | 6,6 | 0,4 | +-------------+-----------+-----------+------------+----------------| | низколегир. | 5,8 | 6,3 | 6,7 | 0,45 | +-------------------------------------------------------------------+ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВЛАГИ И ВОДОРОДА В ОСНОВНЫХ МАТЕРИАЛАХ КОНВЕРТЕРНОЙ ПЛАВКИ НА ПРИ- РОСТ КОНЦЕНТРАЦИИ ВОДОРОДА В СТАЛИ. (ОАО МК "Азовсталь".Авторы:В.И.Ганошенко,О.В.Носоченко, И.Д.Буга,В.М.Михайлов,В.Ф.Божко,И.Н.Костыря) Основные требования получения высококачественной конвертерной стали включают выплавку металла с низкими концентрациями водорода. Содержание водорода в стали в основном определяется содержа- нием влаги и водорода в шихтовых и легирующих материалах конвертер- ной плавки. В конвертерном цехе "Азовсталь" была проведена работа,направ- ленная на определение содержания влаги в основных материалах конвер- терной плавки и ее влияния на содержание водорода в готовой стали. Пробы материалов для определения влаги отбирали из расходных бункеров в конвертерном отделении.Содержание водорода в стали опре- деляли прибором "Гидрис" в промежуточном ковше на разливке. В результате проведенных исследований было установлено (табл.1),что содержание влаги в материалах колеблется в широких пре- делах. Максимальное значение содержания влаги превышало минимальное в ферросплавах от 10 до 25 раз, в науглераживателях от 7 до 10 раз, в шлакообразующих материалах от 4 до 30 раз. По среднему содержанию влаги наиболее гигроскопичными мате- риалами являются науглераживатели (2,4 - 3,5%), затем идут Т Ш С (2,3%),известняк и известь (0,97 - 1,1%). Среднее содержание влаги в марганцевых ферросплавах на два порядка ниже (0,01 - 0,02%),хотя имеют место случаи повышенных до 0,10 - 0,15%.В ферросилиции сред- нее содержание влаги значительно выше (1,4%),а максимальное значе- ние достигает 5,4%. Факт повышенной гигроскопичности мелкой (-10мм) фракции до 5% после увлажнения и до 1% после трехдневного вылежива- ния, отмечалось ранее в исследованиях Шмитца [1]. Кроме того, в этом исследовании показано, что с повышением содержания влаги в ферросплавах растет остаточное содержание водоро- да в ферромарганце с 110 до 370 ppm, в силикомарганце с 70 до 270 ppm. Усвоение металлом водорода влаги определялось только для ма- териалов,имеющих водород в виде адсорбированной влаги,в том числе, в виде гидроокиси кальция,по формуле: w Нст. х Gст. х 100 Ун = ------------------- , % Нw х Gм Определение усвоения водорода производили по приросту содер- жания водорода в стали в зависимости от изменения расхода материала на плавку. Установлено,что с увеличением удельного расхода извести,при- саживаемой в конвертер во время продувки на 12 кг/т,содержание водо- рода в готовой стали возрастает на 0,2 - 0,3 ppm,при этом, усвоение водорода составило 1,5 - 2,0%. Усвоение водорода влаги извести и известняка,присаживаемых в конвертер после окончания продувки,повышается до 3 - 4%. Усвоение влаги ТШС,присаживаемых в стальковш во время выпуска плавки,составило 7 - 10%. стр.2 Установлено,также,влияние на прирост содержания водорода в стали содержания влаги в окружающей среде. Увеличение содержания влаги воздуха на 10% повышает концент- рацию водорода в стали на 0,4 - 0,5 ppm. Влияние содержания влаги воздуха проявляется,также,от продол- жительности контакта металла с атмосферой во время выпуска плавки и обработки на УДМ.При увеличении продолжительности этих периодов на 2 минуты содержание водорода в стали возрастает соответственно на 0,1 и 0,2 ppm. Содержание влаги оказывает существенное влияние,также,на при- рост содержания водорода в металле за время продувки плавки.С умень- шением в металле после продувки углерода с 0,08% до 0,04% содержание водорода в стали возрастает на 0,3 ppm.Додувка плавки при содержании в металле углерода 0,04 - 0,06% приводит к приросту содержания водо- рода в стали на 0,4 - 1,0 ppm,а в случае течи кессона ОКГ этот при- рост возрастает до 1,5 - 3,0 ppm. Определено влияние остаточного содержания влаги в "новой" фу- теровке сталеразливочных и промежуточных ковшей.Содержание водорода в металле на первых плавках стальковша повышается на 0,4 ppm,промков- ша - 0,3 ppm. Сильное влияние на прирост содержания водорода в стали оказы- вает течь воды из кессона ОКГ. В среднем по этой причине содержание водорода в стали повышается на 0,5 - 0,6 ppm. Влияние содержания влаги в науглераживателях и ферросплавах в чистом виде не возможно,т.к. эти материалы в своем составе содер- жат остаточный водород. Установлено,что увеличение удельного расхода антрацита на 1кг/т для науглераживания металла в стальковше во время выпуска плавки повы- шает содержание в стали водорода на 0,9 ppm. С увеличением содержания влаги в антраците при его удельном расходе от 1 до 1,5 кг/т с 3% до 8% среднее содержание водорода в стали углеродистых марок возрастает на 3,7 ppm. Исследовано влияние на содержание водорода в стали расхода марганцевых ферросплавов.Увеличение их удельного расхода на 3,3кг/т повышает содержание водорода в стали на 0,2 - 0,4 ppm. Удаление влаги при просушивании ферросплавов в печах снижает содержание водорода в низколегированной стали на 0,5 - 0,7 ppm. С целью снижения содержания водорода в стали был разработан ряд мероприятий,направленных на снижение водорода в основных мате- риалах конвертерной плавки,в том числе: - технология сушки антрацита в барабанных сушилах ферросплавов,поз- воляющая снизить содержание влаги до 1 - 1,5%; - технология науглераживания металла жидким чугуном,обеспечивающая сокращение содержания водорода в среднуглеродистых марках стали на 35 - 40%; - проект конструкции малогабаритной вращающейся порционной печи ем- костью до 10 тонн для нагрева ферросплавов на 400 - 500°С за 10 - - 15 минут; - проект укрытия вагонов крышками для предотвращения попадания влаги на ферросплавы во время их транспортировки от поставщика. Таблица 1 Содержание влаги или водорода (в пересчете из влаги) в материалах конвертерной плавки, %, ppm +-------------------------------------------------------------------+ |М а т е р и а л|Температура| Кол-во | Пределы колебаний | | |определения| проб | ------------------- | | |влаги, °С | | Среднее значение | | | | +------------------------------| | | | | влага,% | Н , ppm | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,8 - 7,8 | 890 - 8665 | | антрацит АС | 105 | 37 | ----------- | ----------- | | (6 - 12 мм) | | | 2,4 | 2665 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | антрацит | | | 1,1 - 7,4 | 1220 - 8220 | | термоотсев | 105 | 32 | ----------- | ----------- | | ( -5 мм ) | | | 3,5 | 3890 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,006 - 0,15 | 6,5 - 165 | | FeMn угл. | 105 | 34 |------------- | ----------- | | ( -20 мм) | | | 0,02 | 22 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,005 - 0,10 | 5,5 - 110 | | FeMn 80 | 105 | 11 |------------- | ----------- | | ( -20 мм) | | | 0,02 | 22 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,009 - 0,09 | 11,0 - 100 | | SiMn | 105 | 28 |------------- | ----------- | | ( -20 мм) | | | 0,01 | 11 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,005 - 5,38 | 5,5 - 6000 | | FeSi65 | 105 | 37 | ------------ | ---------- | | ( -20 мм) | | | 1,37 | 1520 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,002 - 0,104| 2,2 - 115 | | SiCa | 105 | 15 | -------------| ----------- | | | | | 0,03 | 33,5 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,50 - 1,85 | 555 - 2050 | | Известь | 600 | 8 | ----------- | ----------- | | | | | 1,07 | 1190 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,20 - 3,92 | 220 - 4350 | | Известняк | 600 | 15 | ----------- | ----------- | | | | | 0,97 | 1075 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | | | | 0,81 - 6,84 | 900 - 7600 | | ТШС | 600 | 18 | ----------- | ----------- | | | | | 2,29 | 2550 | +---------------+-----------+--------+--------------+---------------| | Плавиковый | | | 0,009 - 0,33 | 10 - 365 | | шпат | 105 | 14 | ------------ | ----------- | | | | | 0,14 | 155 | +-------------------------------------------------------------------+ Л И Т Е Р А Т У Р А 1. Черные металлы, 1981, №4 , стр.24. К.Х.Шмитц и др. "Исследование влияния влаги на ферросплавы". стр.28 7. Л И Т Е Р А Т У Р А 1. Газы в стали и качество металла. В.П.Лузгин,В.И.Явойский, изд.Металлургия,1983 г. 2. Производство чистой стали на з-де Тисайд (Англия),Первый конгресс конвертерщиков,Дюссельдорф,1993 г.,стр.9. 3. Отчет по НИР "Оценка влияния содержания водорода в стали и режимов ПФО на качество готового проката", ИПМНАНУ,1995 г. 4. Отчет по НИР "Разработка технологии производства рельсовой стали в конвертерах Днепродзержинского метзавода",УИМ,1985 г. 5. Черные металлы, 1976, №10, стр.29. 6. Черные металлы, 1981, №4 , стр.24. К.Х.Шмитц и др. "Исследование влияния влаги на ферросплавы". 7. Черные металлы, 1937. 8. Stah и Eisen, 1937, 57, S593. 9. Отчет по НИР "Исследование и разработка технических решений по совершенствованию технологии подготовки ферросплавов",1997г. стр.1 С О Д Е Р Ж А Н И Е стр. 1. Введение ............................................. 2 2. Литературный обзор ................................... 2 3. Методика проведения исследования ..................... 7 4. Исследование насыщения металла водородом ............. 8 4.1. Изменение содержания водорода в металле по ходу тех- нологических процессов производства стали ............ 8 4.2. Насыщение металла водородом из влаги основных материа- лов производства стали и окружающей среды ............ 8 4.3. Исследование влияния на содержание водорода в стали массового расхода науглераживателей и марганцевых ферросплавов ......................................... 18 4.4. Разработка мероприятий по снижению содержания влаги и водорода в науглераживателе и ферросплавах ..........22 5. Выводы ............................................... 25 6. Рекомендации ......................................... 26 7. Литература ........................................... 28 8. Приложения............................................ 36 П Е Р Е Ч Е Н Ь технических мероприятий по предотвращению насыщения металла водородом (на основании отчета о НИР) 1. Производить отбор проб на определение содержания влаги из каждой партии поступивших в цех антрацита, извести, плавикового шпата, мелкой фракции (-20 мм) марганцевых и кремнистых ферроспла- вов. Отв. Синицын В.П., Ковура А.Б. Срок - постоянно. 2. Просушку антрацита и плавикового шпата для ТШС произво- дить при исходном содержании в них влаги более 2%.Содержание влаги после их просушки не должно превышать 1,5%. Отв. Синицын В.П. Срок - постоянно. 3. Ферросплавы с содержанием влаги более 1%, с целью удаления влаги, выдерживать в бункерах отделений сыпучих материалов или конвер- терном в течение не менее 4 дней для кремнистых и 7 дней для марганце- вых ферросплавов. Отв. Синицын В.П., Ковура А.Б. Срок - постоянно. 4. Внедрить новую, более точную методику определения качест- ва обжига извести, включающую (перед производством определения ППП) удаление влаги гидроокиси кальция посредством нагрева пробы до тем- пературы 600°С. Оценивать качество подготовки извести к плавке по двум параметрам: I - степень гидратации (содержание влаги при нагреве до 600°С), % влаги; II - качество обжига извести (содержание ППП при нагреве до 900°С), % ППП. Отв. Божко В.Ф. Срок - постоянно. 5. Для наулероживания металла использовать углеродистый фер- ромарганец (с учетом его расхода по содержанию в стали марганца). Отв. Синицын В.П., Ковура А.Б. Срок - постоянно. 6.Организовать транспортировку ферросплавов в закрытых вагонах: 6.1. Решить вопрос принадлежности оснастки для транспортировки укрытых ферросплавов. Отв. Хохлов В.П. Срок - 15.08.1998г. 6.2. Выдать заказ на выполнение проектов оснастки: 045677, 045682 2МЧ, 045691 2МЧ. Отв. Голубев В.И. Срок - 30.08.1998г. 6.3. Изготовить оснастку для укрытия вагонов. Отв. Подплетний В.И. Срок - декабрь 1998г. стр. 2. 7. Рассмотреть в конвертерном цехе возможность использования малогабаритной порционной вращающейся печи для сушки мокрых ферросп- лавов. Отв. Голубев В.И. Срок - 30.08.98г. 8. Производство стали с ограниченным содержанием водорода: 8.1. Не планировать в периоды течи воды из ОКГ и повышенного (более 80%) содержания влаги в атмосфере. Отв. Лукьянов В.А. Срок - постоянно. 8.2. Использовать стальковши с наливом не менее 2-х плавок. Отв. Юрченко С.М. Срок - постоянно. 9. Исключить поставку марганцевых и кремнистых ферросплавов от поставщиков, использующих воду для охлаждения ферросплавов при их производстве. Отв. Хохлов В.П. Срок - постоянно. Зам.технического директора по технологии и испытаниям- начальник Ц Л М К О.В. Носоченко