Применение экономнолегированных титаном и ванадием чугунов для производства сменного металлургического оборудования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В статье обобщен многолетний опыт ОАО «ЗСМК», НИИ и вузов по направлению производства сменного сталеразливочного оборудования. Представлен опыт производства изложниц из доменного чугуна, поддонов, изложниц, крышек промежуточных ковшей из чугуна индукционной плавки, легированного титаном и ванадием, рассмотрено применение резонансно-пульсирующего рафинирования при продувке чугуна азотом, а также представлено обобщение по применению термовременной обработки расплава при рафинировании чугуна, применяемого для производства термостойких отливок. Были разработаны составы фосфористых и природнолегированных чугунов индукционной и доменной плавки. Применение ресурсосберегающей технологии внепечной обработки и перевод отливки шлаковых чаш с литейного чугуна на экономнолегированный доменный передельный чугун позволило снизить расход ферросилиция с 25.6 кг до 12.9 кг, а ферросиликомарганца с 7.4 кг до 4.27 кг на тонну чугуна соответственно. Расход ферросилиция при внедрении экономнолегированных чугунов при переплаве боя изложниц в индукционных печах снижено с 34.28 кг на тонну чугуна до 18 кг на тонну чугуна соответственно. Все технологии были внедрены в производство. После внедрения данных технологий эксплуатационная стойкость изделий для ферросплавной промышленности повысилась на 10%. Расход изложниц на ОАО «ЗСМК» составил 11.8–12.0 кг на т стали, что соответствует лучшим показателям в отрасли. Стойкость крышек промежуточных ковшей МНЛЗ возросла и достигла 294 плавки. Стойкость шлаковых чаш из чугуна достигла 700–1500 наливов, стойкость кузнечных изложниц составляет 40–60 наливов, сквозных изложниц – 90–100 наливов, поддонов – 140 наливов. Таким образом, в Сибирском регионе, благодаря совместной творческой работе специалистов ОАО «ЗСМК», СМИ, УПИ, КемГУ, КузГТУ, ДонНИИЧермет, МГВМИ был разработан комплекс технологий получения сменного сталеразливочного оборудования из доменного чугуна и чугуна индукционной плавки. Данные технологии обеспечили максимальную стойкость сменного оборудования на уровне лучших мировых показателей с минимальной себестоимостью изделий. Работа будет полезна для промышленных предприятий и НИИ при разработке новых ресурсосберегающих технологий, а также в учебном процессе для аспирантов и студентов по соответствующим специальностям.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. А. Лубяной

Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, филиал в г. Прокопьевске

Автор, ответственный за переписку.
Email: lubjanoy@yandex.ru
Россия, г. Прокопьевск

А. В. Маркидонов

Кузбасский гуманитарно-педагогический институт Кемеровского государственного университета

Email: markidonov_artem@mail.ru
Россия, г. Новокузнецк

Д. Д. Лубяной

Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное предприятие «Завод модульных дегазационных установок»

Email: lubjanoy@yandex.ru
Россия, г. Новокузнецк

Ю. Н. Самсонов

Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, филиал в г. Прокопьевске

Email: lubjanoy@yandex.ru
Россия, г. Прокопьевск

Е. Г. Кузин

Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, филиал в г. Прокопьевске

Email: lubjanoy@yandex.ru
Россия, г. Прокопьевск

С. В. Лубяная

Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, филиал в г. Прокопьевске

Email: lubjanoy@yandex.ru
Россия, г. Прокопьевск

Список литературы

  1. Конвертерный передел ванадиевого чугуна / Смирнов Л.А., Дерябин Ю.А., Носов С.К. и др. Екатеринбург: Сред.-Урал. кн. изд-во, 2000.
  2. Дерябин Ю.А., Смирнов Л.А., Дерябин А.А. Перспективы переработки чинейских титаномагнетитов. Екатеринбург: Сред.-Ур. кн. изд-во, 1999.
  3. Кушнир Я.П., Курганов В.А., Лесовой В.В. и др. Выплавка высокоуглеродистого чугуна с использованием стального лома в шихте // Литейное производство. 1990. № № 3. С. 9–10.
  4. Коротких И.К., Самсонов Ю.Н., Лубяной Д.А., Жарикова Н.Н. Оптимизация химического состава синтетического чугуна для поддонов // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 1989. № 2. С. 106–108.
  5. Цепелев В.С., Селянин И.Ф., Лубяной Д.А., Баум Б.А. и др. Термовременная обработка расплава чугуна // Сталь. 1995. № 5. С. 42–45.
  6. Конашков В.В., Цепелев В.С., Вьюхин В.В., Поводатор А.М. Температурно-временная обработка расплавов для производства нанокристаллических магнитомягких материалов // Расплавы. 2012. № 3. С. 52–56.
  7. Тягунов А.Г., Барышев Е.Е., Тягунов Г.В., Зайцева Н.А., Мушников В.С. Кластерная структура никеля и его сплавов с хромом в жидком состоянии // Расплавы. 2024. № 6. С. 624–632.
  8. Баум Б.А. О взаимосвязи жидкого и твердого металлических состояний // Расплавы. 1988. 2. № 2. С. 18–32.
  9. Баум Б.А., Тягунов Г.В., Третьякова Е.Е., Цепелев В.С. Металлические расплавы в прогрессивных технологиях // Расплавы. 1991. № 3. С. 16–32.
  10. Калашников С.Н., Лубяной Д.А., Цымбал В.П. Оптимизация технологии выплавки чугуна в индукционных печах в условиях неравновесных режимов // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 1995. № 12. С. 62–63.
  11. Дробышев А.Н., Лубяной Д.А., Самсонов Ю.Н. и др. Использование устройства контроля окисленности для экспрессного определения содержания кремния в чугуне индукционной и доменной плавок // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 1996. № 4. С. 41–42.
  12. Лубяной Д.А., Селянин И.Ф., Брылова Т.Б. и др. О режимах выплавки чугуна в индукционной печи // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 1997. № 8. С. 75–77.
  13. Лубяной Д.А., Селянин И.Ф., Зайнутдинов Г.Ф. и др. Влияние состава шихты на технико-экономические показатели электроплавки чугуна // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 1999. № 3. С. 14–16.
  14. Лубяной Д.А., Кустов Б.А., Новиков Н.И. и др. Эффективность современных способов повышения качества изделий из чугуна и развитие металлургических и машиностроительных предприятий в условиях конкуренции / Новосибирск: Изд-во ИЭОПП СО РАН. 2004.
  15. Лубяной Д.А., Нейгебауэр Г.О., Цымбал В.П. и др. Поведение азота при плавке чугуна в индукционных печах с кислой футеровкой // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 1991. № 2. С. 76–80.
  16. Кустов Б.А., Чичков В.И., Жарикова Н.Н. и др. Повышение стойкости поддонов из чугуна индукционной плавки // Сталь. 1989. № 6. С. 28–30.
  17. Лубяной Д.А., Дробышев А.Н., Самсонов Ю.Н. и др. Повышение эффективности производства сталеразливочного оборудования из чугуна // Сталь. 1994. № 6. С. 40–41.
  18. Лубяной Д.А., Фомкин С.А., Кухаренко А.В. и др. О технологии удаления серы в кислых индукционных печах // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. 75. № 6. С. 689–695.
  19. Лубяной Д.А. Анализ механизма и кинетики десульфурации чугуна в кислых индукционных печах промышленной и средней частоты // Литейщик России. 2006. № 12. С. 22–25.
  20. Лубяной Д.А., Лубяная С.В. Анализ металлургических возможностей индукционных печей промышленной и средней частоты // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2013. № 4. С. 36–39.
  21. Технология нейтрализации вредного влияния фосфора в чугуне термостойких отливок / Лубяной Д.А., Софрошенков А.Ф., Синявский И.А. и др. // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 1999. № 10. С. 47–50.
  22. Лубяной Д.А., Софрошенков А.Ф., Синявский И.А. др. Механизм нейтрализации вредного влияния фосфора в термостойких чугунных отливках // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2000. № 12. С. 29–31.
  23. Лубяной Д.А., Горкавенко В.В., Макаров Э.С. и др. Фосфористые чугуны для термостойких отливок // Металловедение и термическая обработка металлов. 2002. № 10. С. 37–38.
  24. Маркидонов А.В., Лубяной Д.А., Коваленко В.В. и др. Расчет термодинамических характеристик системы Fе-P методом молекулярной динамики // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2019. 62. № 9. С. 725–731.
  25. Valeev D., Kondratiev A., Zinoveev D. at el. Reductive smelting of neutralized red mud for iron recovery and produced pig iron for heat-resistant castings // Metals. 2020. 10. № 1. P. 32.
  26. Андреев В.В., Лубяной Д.А., Самсонов Ю.Н. и др. Разработка технологии внепечной обработки доменного чугуна для изготовления сменного металлургического оборудования с повышенной эксплуатационной стойкостью // Металлург. 2014. № 6. С. 86–88.
  27. Лубяной Д.А., Лубяная С.В., Саблина О.И. Эффективность применения термовременной обработки и пульсирующей продувки для рафинирования железоуглеродистых расплавов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2012. № 4. С. 103–107.
  28. Самсонов Ю.Н. Становление литейной лаборатории как связующего звена науки и производства на ОАО «ЗСМК» // Литейщик России. 2006. № 2. С. 16–17.
  29. Лубяной Д.А., Мамедов Р.О., Переходов В.Г. и др. Применение резонансно-пульсирующего рафинирования для повышения качества изделий из чугуна и стали // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2018. № 2. С. 13–18.
  30. Лубяной Д.А., Толстикова Ю.А., Маркидонов А.В. и др. Научные и технологические основы внепечной обработки методом резонансно-пульсирующего рафинирования // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2020. 63. № 3–4. С. 218–224.
  31. Лубяной Д.А. Влияние титана и ванадия и технологии подготовки доменного чугуна на образование трещин в чугуне изложниц и шлаковых чаш // Тяжелое машиностроение. 2009. № 9. С. 26–28.
  32. Лубяной Д.А. Внепечная обработка расплава методом резонансно-пульсирующего рафинирования // Сталь. 2006. № 5. С. 21.
  33. Лубяной Д.А., Требинская В.В., Чубейко В.Л. и др. Влияние внепечной обработки на микроструктуру и свойства доменного чугуна, применяемого для литья изложниц и шлаковых чаш // Литейщик России. 2006. № 6. С. 25–29.
  34. Лубяной Д.А., Требинская В.В., Каминская И.А. и др. Крышки промежуточных ковшей МНЛЗ из экономнолегированного чугуна // Сталь. 2006. № 5. С. 40–41.
  35. Лубяной Д.А., Требинская В.В., Лубяная С.В. и др. Разработка и внедрение экономнолегированных чугунов доменной и индукционной плавки для термостойких отливок // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2014. № 6(1374). С. 59–63.
  36. Лубяной Д.А., Требинская В.В., Старченко В.Г. и др. Оптимизация содержания кремния и микроструктуры в экономнолегированном чугуне индукционной плавки // Литейщик России. 2006. № 6. С. 33–35.
  37. Лубяной Д.А., Переходов В.Г., Самсонов Ю.Н. и др. Производство сменного оборудования из передельного чугуна // Сталь. 2007. № 10. С. 66–67.
  38. Лубяной Д.А., Переходов В.Г., Фойгт Д.Б. и др. Опыт применения резонансно-пульсирующего рафинирования в АО «ЕВРАЗ ЗСМК» // Черные металлы. 2019. № 6. С. 9–14.
  39. Лубяной Д.А. Применение резонансно-пульсирующего рафинирования для повышения качества изделий из чугуна // Литейщик России. 2004. № 7. С. 30–32.
  40. Лубяной Д.Д., Маркидонов А.В., Кузнецов И.С., Лубяной Д.А. Выплавка чугуна для сменного оборудования и изложниц в индукционных печах малой емкости / В сборнике: Фундаментальные исследования и прикладные разработки процессов переработки и утилизации техногенных образований. Труды VI Конгресса c международным участием «ТЕХНОГЕН-2023». Екатеринбург. 2023. С. 310–311.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Расход поддонов: 1 – из чугуна ваграночной плавки (ферритный чугун); 2 – переплав литейного и передельного чугуна без ТВО (феррито-перлитный чугун); 3 – выплавка чугуна с ТВО (перлито-ферритный чугун); 4 – плавка чугуна в индукционных печах и продувка аргоном (низкомарганцовистый чугун); 5 – плавка чугуна с ТВО (экономнолегированный чугун).

Скачать (232KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Развалившаяся шлаковня из чугуна с повышенным содержанием серы (сера более 0.1%).

Скачать (109KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Микроструктура доменного чугуна: а – исходного, б – после внепечной обработки РПР 15 минут (×100).

Скачать (245KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Глуходонные изложницы для кузнечных слитков массой 7–10 т.

Скачать (84KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сквозная изложница для кузнечного слитка (масса 42 т, толщина стенки 350 мм).

Скачать (91KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025