О ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ГОРЯЧЕКАТАНОГО ЛИСТА ЗАДАННОГО КАЧЕСТВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ РАЗЛИВКИ СЛЯБОВ БОЛЬШОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ

Разработка новых методов получения непрерывнолитых слябовых заготовок не может базироваться на равновесных процессах кристаллизации стали, идущих с малой скоростью. Использование подачи расплава в пристеночные слои стенок кристаллизатора через напорную конструкцию погружного стакана с эксцентричными выходными отверстиями позволяет при разливке слябов добиться существенного увеличения скорости кристаллизации стали. Приведены основные результаты разливки слябов большого поперечного сечения по новой технологии, обеспечивающей улучшение их качества. При разливке стали через опытный стакан наблюдается значительное уменьшение ширины зоны столбчатых кристаллов и увеличение зоны разориентированных кристаллов, а также уменьшение балла осевой ликвации. При разливке по новой технологии теплообмен в кристаллизаторе увеличивается на 10 – 12 %. При испытании на ударную вязкость выявлен ряд качественных характеристик металла, которые не улавливаются при других видах испытаний. Основные закономерности формирования структуры металла в условиях непрерывной чистовой группы непрерывного широкополосного стана (НШС) и последующего охлаждения изучали с использованием метода физического моделирования. Клиновидные образцы из низкоуглеродистой стали промышленной плавки, отобранные от охлажденного на промежуточном рольганге НШС подката, прокатывали в один и два прохода на двухвалковом скоростном лабораторном стане с обводным устройством. При этом соблюдали геометрическое и кинематическое подобие процесса прокатки. Прокатанные образцы после фиксированных выдержек на воздухе сбрасывались специальным устройством на боковое ребро для частичной закалки в охлаждающем растворе. По длине образца получали набор относительных обжатий, а по его ширине – набор скоростей охлаждения. По результатам физического моделирования установлены основные закономерности формирования структуры низкоуглеродистой стали при прокатке и ускоренном охлаждении полос на непрерывном широкополосном стане. С использованием данных закономерностей и уравнения Холла-Петча можно обеспечивать заданные структуру и предел текучести материала готового горячекатаного листа. За счет исключения дополнительного нагрева слябов под прокатку и повышения качества проката может быть получен значительный экономический эффект.

непрерывная разливка, кристаллизация, сляб, непрерывный широкополосный стан, физическое моделирование, низкоуглеродистая сталь, структура, теплообмен

1. Протасов А.В., Пасечник Н.В., Сивак Б.А. Электрометаллургические мини-заводы. – М.: Металлургиздат, 2013. – 420 с.

2. Тонкослябовые литейно-прокатные агрегаты для производства стальных полос: Учеб. пособие / В.М. Салганик, И.Г. Гун, А.С. Карандаев, А.А. Радионов. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. – 506 с.

3. Ламухин А.М., Дубинин И.В. Пуск литейно-прокатного комплекса и освоение производства высококачественного проката для электросварных труб // Металлург. 2010. № 1. С. 38 – 44.

4. Vedani M., Ripamonti D., Mannucci A., Dellasega D. Hot ductility of microalloyed steels // La Metallurgia Italiana. 2008. Is. 5. P. 19 – 24.

5. Sun H., Su Y., Wu C.et al. The improvement of transverse crack on slab for plate products // AISTech 2014 Proceedings. 2014. P. 2923 − 2930.

6. Tian L., Chen S. The surface quality of casting defect detection system // AISTech 2014 Proceedings. 2014. P. 1747 − 1757.

7. Kim S.Y., Choi Y.S., Hwang J.Y., Lee S.H. Mold Heat Transfer Behavior at Hing Casting Speed Over 7 m/minute in the CEM, POSCO // Iron Steel Technology. 2016. Vol. 13. No. 7. P. 47 – 56.

8. Raudensky M., Tseng A.A., Horsky J., Kominek J. Recent developments of water and mist spray cooling in continuous casting of steels // Metallurgical Research Technology. 2016. Vol. 113. No. 5. P. 509.

9. Hanao M., Kawamoto M., Yamanaka A. Influence of mold flux on initial solidification of hypo-peritectic steel in a continuous casting mold // Tetsu-to-Hagane = Journal of the Iron and Steel Institute of Japan. 2014. Vol. 100. No. 4. Р. 581 − 590.

10. Kania H., Nowacki K., Lis T. Impact of the density of the mould powder on thickness of the layer of liquid slag in the continuous caster mould // Metalurgija. 2013. Vol. 52. No. 2. Р. 204 − 206.

11. Jouji Kurisu, Arito Mizobe, Hiroki Furukawa, Takahiro Kuroda. The flow optimization design of the SEN for medium-thin slab CC Taikabutsu = Refractories. 2014. Vol. 66. No. 8. P. 385 − 391.

12. Furumai K., Miki Y. Molten Steel Flow Control Technology for Decreasing Slab Defects // JFE Giho. 2016. No. 38. Р. 36 – 41.

13. Kratzsch Ch., Timmel K., Eckert S., Schwarze R. URANS Simulation of Continuous Casting Mold Flow: Assessment of Revised Turbulence Models // Steel Research International. 2015. Vol. 87. No. 4. P. 400 − 410.

14. Sengupta J., Yavuz M. Metin. Nozzle design for ArcelorMittal Dofasco’s no. 1 continuous caster for minimizing sliver defects // Iron and Steel Technology. 2011. No. 7. Р. 39 – 47.

15. Lee P.В.,Ramirez-Lopez P.E.,Mills K.C. et al.Review: the “butterfly effect” in continuous casting // Ironmaking and Steelmaking. 2012. Vol. 39. No. 4. Р. 244 – 253.

16. Стулов В.В., Одиноков В.И., Новикова Т.В., Чистяков И.В. О процессе кристаллизации слябовых заготовок // Изв. вуз. Черная металлургия. 2010. № 8. С. 15 – 17.

17. Разработка нового способа разливки слябовых заготовок на МНЛЗ / В.В. Стулов, В.А. Матысик, Т.В. Новикова и др. – Комсомольск-на-Амуре: ИМиМ ДВОРАН, 2008. – 158 с.

18. Стулов В.В. Совершенствование процесса непрерывной разливки стали на основе исследования гидродинамики и теплообмена в кристаллизаторе. Автореф. дис. канд. техн. наук. – М.: МИСиС, 1992. – 17 с.

19. Стулов В.В., Одиноков В.И., Новикова Т.В., Староверов А.Д. Влияние деформации слябов и технологии их разливки на механические свойства получаемого проката // Металлург. 2010. № 1. С. 53 – 55.

20. Горелик С.С., Добаткин С.В., Капуткина Л.М. Рекристаллизация металлов и сплавов. 3-е изд. – М.: МИСиС, 2005. – 430 с.

21. Дубровский Б.А., Никифоров Б.А., Радионова Л.В. Исследование влияния технологических параметров горячей прокатки на структуру низкоуглеродистых и низколегированных марок стали // Производство проката. 2006. № 10. С. 13 – 16.

22. Olasolo M., Uranga P., Rodriguez-Ibabe J.M., Lopez B. Effect of aus¬tenite deformation microstructure and cooling rate on transformation characteristics in a low carbon Nb-V microalloyed steel // Materials Science and Enginneering A. 2011. No. 528. P. 2559 – 2569.

23. Янковский А.В., Левченко Г.В., Воробей С.А., Карнаух А.И., Клименко А.П. Влияние температурно-деформационных параметров прокатки тонколистовой низкоуглеродистой стали на кинетику распада аустенита // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. 2004. № 8. С. 269 – 274.

24. Li Y., Growther D.N., Mitchell P.S., Baker T.N. The evolution of microstructure during thin slab direct rolling processing in vanadium microalloyed steels // ISIJ International. 2002. Vol. 42. P. 636 – 644.

25. Hulka K., Gray J.M., Heisterkamp F. High temperature thermomechanical processing of pipe-line steels: Proc. Of the Intern. Symp. Niobium 2001 (Orlando, Florida, USA. December 2 – 5, 2001).

26. Bo Xu Yun, Mei Yu Yong, Liang Xiao Bao, Yu Liu Zhen, Dong Wang Guo. Modelling of microstructure evolution during hot rolling of a high-Nb HSLA steel // Journal of Materials Science. 2010. Vol. 45. No. 10. P. 2580 – 2590.

27. Рудской А.И., Колбасников Н.Г., Зотов О.Г. и др. Исследование структуры и свойств TRIP-сталей на комплексе Gleeble-3800 // Черные металлы. 2010. № 2. С. 8 – 14.

28. Futch D.B., Speer J.G., Findley K.O., Thomas G.A. Thermomechanical simulation of hot rolled Q&P sheet steels // Iron and Steel Technology. 2012. No. 12. P. 101 – 106.

29. Моделирование термомеханической прокатки – путь к снижению затрат при создании новой продукции // Металлург. 2010.№1.С. 3.

30. Алдунин А.В., Русаков А.Д., Трайно А.И. Исследование и разработка технологий производства стальных полос. – Saarbrücken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014. – 170 с.

31. Алдунин А.В. Разработка режимов горячей прокатки низкоуглеродистой стали с использованием закономерностей структурообразования // Производство проката. 2007. № 11. С. 7, 8.

32. Алдунин А.В. Основные принципы оптимизации процессов горячей прокатки полос по структуре и пластичности металла // Изв. вуз. Черная металлургия. 2008. № 5. С. 23 – 26.

33. Hall E.O. The Deformation andAgeing of Mild Steel: III Discussion of Results // The Proceedings of the Physical Society. 1951. Vol. 64. Part 9. No. 381 B. P. 747 – 753.

34. Petch N.J. The Cleavage Strength of Polycrystals // Journal of the Iron and Steel Institute. 1953. Vol. 174. Part 1. P. 25 – 28.

35. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник / Е.В. Аметистов, В.А. Григорьев, Б.Т. Емцев и др. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 512 с.