4. Анализ опытных плавок по содержанию вредных примесей в стали

4.1 Содержание серы

Был проанализирован химический состав стали для 18 разных плавок стали марки 09Г2С по содержанию серы на разных этапах производства.

Рисунок 1 - содержание серы на разных этапах производства

Установлено, что основное количество серы удаляется в агрегате ковш-печь во время внепечной обработки. Из графика (рис. 1) видно, что после доработки технологии среднее содержание серы в стали после АКП составляет около 0,005%, при начальной 0,015%.

В условиях отсутствия окислительной атмосферы под вакуумом интенсивное перемешивание раскисленной стали аргоном усиливает эффект экстракционного рафинирования металла шлаком. Был проанализирован химический состав 18 опытных плавок стали марки 09Г2С по содержанию серы в готовой стали. Максимальное содержание серы для данной стали составляет 0,003 %, допустимое - 0,005% (зеленая и красная линии на рис. 2 соответственно).

Рисунок 2 - содержание серы в готовой стали

Видно, что после вакуумирования и снижения концентрации серы в металле на 0,002-0,004%) сталь 09Г2С по этой вредной примеси соответствует самым высоким стандартам.

4.2 Содержание азота

Был проанализирован химический состав стали для 17 разных плавок стали марки 09Г2С по содержанию азота на разных этапах производства.

Рисунок 3 - содержание азота на разных этапах производства

Из графика (рис. 3) видно, что основная доля снижения азота в стали происходит во время вакуумирования с последующим увеличением из-за контакта струи металла с воздухом во время разливки.

Был проанализирован химический состав для 17 разных плавок стали марки 09Г2С по содержанию азота в готовой стали.

Рисунок 4 - содержание азота в готовой стали

Максимальное содержание азота для данной стали составляет 0,010 %, допустимое - 0,012% (зеленая и красная линии на рис. 4 соответственно). Содержание азота по проанализированным плавкам находится в пределах допустимых значений.

4.3 Содержание кислорода

Был проанализирован химический состав стали для 17 разных плавок стали марки 09Г2С по содержанию кислорода на разных этапах производства.

Рисунок 5 - содержание кислорода на разных этапах производства

По графику видно, что основная доля снижения кислорода в стали происходит во время обработки на таких технологических агрегатах как дуговая сталеплавильная печь и агрегат ковш-печь.

Был проанализирован химический состав для 17 разных плавок стали марки 09Г2С по содержанию азота в готовой стали.

Рисунок 6 - содержание кислорода в готовой стали

Максимальное содержание кислорода для данной стали составляет 0,003 %, допустимое - 0,006% (зеленая и красная линии на рис. 6 соответственно). Содержание кислорода по проанализированным плавкам находится в пределах допустимых значений.[4]

5. Неметаллические включения в стали

По мере изменения технологии снизилось количество неметаллических включений

5.1 Загрязненность стали силикатами

Максимальное значение загрязненности стали силикатами для данной стали составляет 2,5 балла, допустимое - 3,5 балла. Значение загрязненности стали силикатами по проанализированным плавкам находится в пределах допустимых значений.

Рисунок 7 – загрязненность стали силикатами

5.2 Загрязненность стали оксидами

Максимальное значение загрязненности стали оксидами для данной стали составляет 2,5 балла, допустимое - 3,5 балла. Значение загрязненности стали силикатами по проанализированным плавкам находится в пределах допустимых значений.

Рисунок 8 – загрязненность стали оксидами

5.3 Загрязненность стали сульфидами

Максимальное значение загрязненности стали сульфидами для данной стали составляет 2,5 балла, допустимое - 3,5 балла. Значение загрязненности стали силикатами по проанализированным плавкам находится в пределах допустимых значений.

Рисунок 9 – Загрязненность стали сульфидами

Выводы

1. Агрегаты ковшовой обработки стали являются мощным средством рафинирования стали. Современные технологии ковшовой обработки позволяют достигнуть ультранизких концентраций серы в стали (0,001%), существенно сдержать насыщение металла азотом и уменьшить количество и размер неметаллических включений.

2. В условиях электросталеплавильного цеха «Русполимет» усовершенствована технология производства стали марки 09Г2С с низким содержанием вредных примесей и неметаллических включений для обеспечения работы изделий при повышенных температурах. Соответствие требованиям было достигнуто за счет снижения загрязненности неметаллическими включениями до уровня менее 1,5 баллов, содержания серы до 0,001-0,003 % и азота до 0,006-0,009 % в готовой стали, что в совокупности с микролегирующими добавками позволяет производить продукцию с высокими эксплуатационными характеристиками.