Введение к работе
Актуальность работы. Развитие непрерывной разливки стали происходит в направлении постоянного усложнения её технологии. При этом важная роль принадлежит использованию шлакообразующих смесей (ШОС) для защиты поверхности жидкого металла от охлаждения и окисления. Составы шлакообразующих смесей непрерывно совершенствуются с учётом сортамента металла, конструкции МНЛЗ, наличия местных недефицитных материалов и некоторых других факторов. Подбор новых, более эффективных ШОС обычно производится применительно к условиям использования их в кристаллизаторе МНЛЗ.
На современном этапе развития непрерывной разливки возникла необходимость разработки шлакообразующих смесей, специально предназначенных для защиты металла в промежуточном ковше, где условия их применения существенно отличаются от условий в кристаллизаторе. Это, в первую очередь, связано с более высокой температурой в промежуточном ковше и длительным пребыванием расплава ШОС в контакте с огнеупорными материалами.
Жёсткие экономические требования рынка заставили решать проблему разработки эффективных шлакообразующих смесей для промежуточных ковшей МНЛЗ применительно к условиям кислородно-конвертерного цеха ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК») -крупнейшего отечественного производителя непрерывнолитых слябов. Поэтому тема данной диссертационной работы является весьма актуальной.
Целью работы является увеличение длительности межремонтного цикла использования промежуточного ковша при низкой аварийности непрерывной разливки и высоком качестве отливаемых слябов.
В процессе проведения работы потребовалось решить следующие основные задачи:
обобщить имеющийся опыт использования шлакообразующих смесей при непрерывной разливке стали и сформулировать требования, которым должны соответствовать смеси для промежуточных ковшей МНЛЗ;
разработать эффективные составы ШОС для промежуточных ковшей кислородно-конвертерного цеха ОАО «ММК» и изучить их важнейшие физико-химические свойства;
исследовать изменение химического состава и температурного интервала затвердевания шлака, образующегося в промежуточном ковше, в процессе разливки серии плавок;
- оценить технико-экономическую эффективность использования новых IIIOC в условиях реального производства в кислородно-конвертерном цехе ОАО «ММК».
Научная новизна работы заключается в разработке диаграммы состояния условной квазибинарной системы (CaO+MgO) -(БЮг+остальные компоненты ШОС), позволяющей, в первом приближении, прогнозировать температурный интервал плавления разрабатываемых шлакообразующих смесей;
математической модели изменения химического состава шлака в промежуточном ковше при разливке серии плавок; методики исследования ассимиляции шлаком неметаллических включений, всплывающих в промежуточном ковше в процессе непрерывной разливки стали.
Практическая значимость диссертации заключается в разработке новых шлакообразующих смесей для промежуточного ковша МНЛЗ, применение которых увеличило стойкость огнеупорной футеровки и повысило качество металлопродукции. Внедрение новых шлакообразующих смесей в кислородно-конвертерном цехе Магнитогорского металлургического комбината дало экономический эффект 14,9 млн. руб. в год.
Апробация работы. Основные результаты диссертации обсуждались на конференции «Технология и оборудование для выплавки, внепечной обработки и непрерывной разливки стали» (г. Москва, Теплоэнергетик, 2007 г.), на 4-ой конференции молодых специалистов «Металлургия XXI века» (г. Москва, ВНИИМЕТМАШ, 2008 г.), на X Международном конгрессе сталеплавильщиков (г. Магнитогорск, 2008 г.), на Международных научно-технических конференциях молодых специалистов ОАО «ММК» (г. Магнитогорск, 2007 и 2008 г.,), на технологических советах Центральной лаборатории контроля ОАО «ММК» (г. Магнитогорск, 2007 и 2008 г.), на 65 и 66 научно-технических конференциях Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. На защиту выносится
результаты исследований физико-химических свойств расплавов шлакообразующих смесей, используемых при непрерывной разливке стали на слябовых МНЛЗ ОАО «ММК»;
составы двух новых шлакообразующих смесей для промежуточного ковша МНЛЗ;
методика и результаты исследования формирования шлака в промежуточном ковше МНЛЗ при разливке серии плавок;
результаты промышленных испытаний разработанных шлакообразующих смесей для промежуточного ковша.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 статей в журналах и сборниках научных трудов, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, для публикации материалов диссертаций. Получен патент РФ на изобретение и одно положительное решение по заявке на патент.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка использованных источников и приложений. Она изложена на 117 страницах машинописного текста, включая 21 таблиц, 38 рисунков и 103 источника.
