Очищение стали

СНИЖЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ.

Качественные параметры высокоуглеродистой катанки регламентируются в нормативной документации (НД) и требованиях потребителя. К этим параметрам можно отнести химический состав стали, дефектность поверхности, степень обезуглероживания, чистоту стали по неметаллическим включениям (НВ), макро- и микроструктуры, механические характеристики и т.п. [1-5]. Однако имеется ряд проблем, которые следует разрешить, чтобы улучшить в целом комплекс свойств катанки и технологичность ее переработки на метизном переделе. Одной из этих проблем является чистота стали по НВ, повышение которой способствует улучшению исходной пластичности катанки и деформируемости ее при волочении в проволоку и при свивке в пряди, канатные конструкции и металлокорд [6-11].

Процесс освоения высокоуглеродистой катанки характеризуется устойчивым и монотонным снижением загрязненности стали НВ. Однако в последнее время наблюдается обратная картина: постепенно повышаются параметры, связанные с увеличением загрязненности стали НВ. Это, по-видимому, обусловлено неэффективной технологией вакуумирования стали: применением так называемой обратной схемы. Эта схема предусматривает вакуумирование стали на вакууматоре камерного типа (VD), обработку стали на установке «ковш-печь» (УКП).

Когда вакуумирование металла проводится до его внепечной обработки на УКП, металл может получить НВ из материалов, присаживаемых после вакууматора на УКП.

Не отлажена также и технология с применением полностью магнезиальных сталеразливочных ковшей (СК), а склонность при разливке к затягиванию ручьев алюминийсодержащими настылями предопределяет значительный перегрев стали над расчетной температурой ликвидус, что формирует развитую дендритную ликвационную макроструктуру НЛЗ и способствует увеличению загрязненности стали НВ.

С целью повышения чистоты высокоуглеродистой стали по НВ и выработки критериев предельно допустимой загрязненности металла нами было проведено несколько мероприятий. К ним относятся применение полностью магнезиальных кирпичных сталеразливочных ковшей, в том числе и днища СК (плавка 1, сталь марки C82D), обработка стали на сливе из ДСП в СК белыми, синтетическими шлаками (плавки 2 и

3, сталь 80КРД), модифицирование НВ смешанной лигатурой, содержащей кальций и редкоземельные металлы (серия плавок

4...11, сталь марки C82D - опытные и контрольные плавки).

Применение полностью магнезиального СК

Неметаллические включения в НЛЗ (плавка 1) количественно оценивались на кованых пробах от 6 темплетов, отобранных от каждого ручья МНЛЗ, по методике, предусмотренной ГОСТом 1778, метод Л1.

Следует отметить, что во всех образцах подавляющее большинство НВ (97...98,7% оксидов и

91,5...99,2% сульфидов) имеют размеры 0...5,6 мкм (1-я группа НВ по методу Л1 ГОСТ 1778); остальные НВ распределены по размерам таким образом:

- 2-я группа (5,9...11,2 мкм) -0,7...4,2% для оксидов и 0,8...6,7% для сульфидов;

- 3-я группа (11,5...16,8 мкм) -0...0,9% - оксиды и 0...1,8% -сульфиды;

- 4-я группа (17,1...22,4 мкм) -0...0,9% - оксиды, сульфидов нет;

- 5-я группа (22,7...28 мкм) -

0...0,3% - оксиды, сульфидов нет;

- 7-я группа (33,8...39,2 мкм) -

0...0,7% оксиды, сульфидов нет.

То есть в кованых образцах НЛЗ наблюдаются достаточно мелкие НВ (оксиды протяженностью до

11,5 мкм в 97,7... 100% случаев по отдельным образцам; сульфиды -16,8 мкм в 100% случаев).

Расчетные индексы (оксиды -до 6,5-103, сульфиды - до 4,2-103, общий - 8,6-103) загрязненности литой стали НВ (то есть удельная длина НВ на 1 мкм длины исследуемого участка, другими словами, от 0,65 до 0,86% базовой длины) также доказывают незначительность пораженности металла опытной плавки НВ оксидного и сульфидного видов (типов).

Диаграмма Pirelli и конкретный анализ химического состава каждого НВ в катанке, участвующего в построении этой диаграммы, показывают удовлетворительное распределение НВ, которое может обеспечить высокую деформационную пластичность при волочении высокоуглеродистой катанки в проволоку диаметром до 0,15 мм без существенной обрывности. Так, запретная зона С (Инв<. 10 мкм; плотность НВ <.20...40 см 2) в опытной плавке включает всего 1 НВ протяженностью 1 мкм - 1% с плотностью -18 см 2.

Остальные НВ находятся в оптимальной зоне В и имеют плотность 1395...2441/1808 см2, но весьма малых размеров - не более 6 мкм. Фирма Pirelli признала, что плотность НВ не является представительной характеристикой, и в 2004 году заменила этот показатель на простое процентное соотношение.

Например, для металлокорда (см. спецификацию фирмы Pirelli №18.V008, рев. №7от 16.06.2004 г) допускается в зоне С (А1гОз 50%) не более 4% НВ максимальным размером 10 мкм, в зоне В (А1гОз = 25...50%) - не более 20% и в зоне А (AI2O3 = 0...25%) -остальные НВ.

В зоне А и В протяженность НВ допускается до 30 мкм. На рис. 1 для плавки 1 количество НВ (по новой методике) в зоне С - 1%, в зоне В - 5% и в зоне А -94%.

Это подтверждает высокую чистоту по НВ катанки из стали, обрабатываемой в СК, полностью зафуте-рованного основной магнезиальной массой, обеспечившей наличие в металле мелких и пластичных НВ. Такой металл имеет высокую технологичность при переработке в тонкую проволоку и металлокорд.