Непрерывная разливка в работах ЦЗЛ Донецкого метзавода
Украинская Ассоциация Сталеплавильщиков

Непрерывная разливка в работах ЦЗЛ Донецкого метзавода

Дюдкин Д.А., ДонНТУ
Сирченко В.И., Донецкий электрометаллургический завод

Лаборатория НРС была организована в 1966г. с переводом в ЦЗЛ Кондратюка А.М. Анатолий Михайлович поступил на ДМЗ в 1957г. вместе с группой молодых инженеров ДПИ - первых выпускников института, прошедших преддипломную практику-стажировку на заводе «Красное Сормово». Об этом уже говорилось в статье Дюдкина Д.А. в начале данного сборника. Следует отметить, что в институт он поступил после длительной службы в армии уже сложившейся личностью и с самого начала учебы, благодаря неординарным способностям, снискал уважение сокурсников и преподавателей. И на заводе «Красное Сормово» он, по сути, был, можно сказать, предводителем в группе молодых студентов и в значительной степени благодаря его знаниям и способностям была выполнена большая работа по обработке данных больше тысячи плавок, разлитых на УНРС. Это, пожалуй, были первые обширные данные по технологии и качеству промышленных непрерывнолитых заготовок, выполненные на уровне научно-исследовательской работы.

С пуском УНРС в 1960г. Кондратюк А.М., будучи старшим мастером, сохранил свое главенствующее положение в решении многочисленных технологических и конструктивных задач освоения нового процесса с присущей ему педантичностью и дотошностью, в хорошем смысле этих понятий. Вместе с ним набирались опыта и новых знаний молодые соратники творческого коллектива. Естественно, он был инициативным разработчиком и участником всех научно-исследовательских и внедренческих работ, которые представлены в статьях нашего сборника. В 1966г. Кондратюк А.М, имеющий склонность к научно-исследовательской работе, перешел в ЦЗЛ.

В то время непрерывной разливкой в ЦЗЛ занималась группа исследователей. – Осипов В.Г., Дружинин И.И., Касьян Г.И., Гринберг А.М., лаборанты Щербинина Л.И., Косиненко С.С. С приходом Кондратюка А.М., как выше отмечено, была организована лаборатория НРС. Впоследствии коллектив лаборатории пополнили инженеры – Акулов В.В., Мельцер Г.Д., Медведев С.П., Дубровский Г.Л., Носоченко О.В., Сергиенко В.С., Гордиенко М.С.

Некоторые из представленных сотрудников, прошедших школу непрерывной разливки на Донецком заводе, стали крупными известными специалистами возглавляющие большие коллективы – Касьян Г.И. (технический директор ДЭМЗ), Акулов В.В. (зам. главного инженера по НРС Алчевского меткомбината), Носоченко О.В. (д.т.н., проф., начальник ЦЛК «Азовсталь») и др.

Кроме уже представленных разработок на УНРС мартеновского цеха, лабораторией НРС проводились работы по совершенствованию способов раскисления стали выплавляемой для непрерывной разливки: применение комплексных сплавов КМК (кремний – марганец - кальций), КМБК (кремний – марганец – барий - кальций); использование на конечной стадии порционного раскисления комплекса сильнодействующих раскислителей титана и алюминия, что позволило уменьшить количество случаев затягивания струи металла в каналах стаканов – дозаторов промковша и стабилизировать процесс разливки, обеспечить требуемый уровень механических свойств листового проката.

Большой объем научно-исследовательских работ впервые был выполнен по разработке технологии непрерывной разливки подшипниковых марок стали.

В 1978 – 1979гг. в мартеновском цехе были выплавлены и отлиты на МНЛЗ в слябы сечением 150х1000 -1200мм три опытные плавки стали марки ШХ15, на которых опробованы опытные технологические режимы: скорость разливки в пределах 0,5 -0,9м/мин.; способы физико–химического воздействия на кристаллизацию заготовки: ввод в кристаллизатор расплавляющихся металлодобавок – «холодильников» (прутков d 10-12 мм стали У8,У13) с расходом 0,5-3,0% от веса разливаемой стали; модифицирование стали силикокальцием в промковше с одновременным вводом металлодобавок в кристаллизатор; режим вторичного охлаждения с удельным расходом воды 0,8-1,5лкг стали.

От слябов вырезали продольные и поперечные темплеты, опытные (режимные) и сравнительные заготовки сечением 150х500х3000мм, которые прокатывались в обжимном цехе на кв.135мм, затем в сортопрокатном цехе на профиль d 30;45;60мм. Была выполнена оценка качества подшипниковой стали исследованием макроструктуры, химической неоднородности, содержания неметаллических включений, дендритной структуры, ликвации в литом и катаном металле.

Результаты этой НИР были использованы при освоении технологии непрерывной разливки подшипниковых марок стали на новой вертикальной МНЛЗ в ЭСПЦ ДМЗ введенной в 1982г.

Представляет интерес отметить следующие работы:

  • Совершенствование системы вторичного охлаждения слябов с внедрением плоскофакельных форсунок с отражателем (конструкции ДонНИИчермет), обеспечивающих равномерное и эффективное охлаждение поверхности слябов в ЗВО;
  • Исследование влияния на кристаллизующуюся заготовку внешнего динамического виброимпульсного воздействия, основанного на использовании высоковольтного электрического разряда;
  • Совершенствование технологии микролегирования непрерывнолитой судостали способом ввода порошковой ленты, наполненной с определенным соотношением силикокальцием, алюминием, титаном и бором, в расплав металла в кристаллизатор;
  • Испытание и опытно-промышленное опробование разливки слябов в кристаллизатор сечением 150-200х1000-1200мм с вогнутыми широкими гранями в средней части;
  • Исследование непрерывной разливки стали с присадкой в промковш теплоизолирующих смесей (зольно-графитовой и экзотермической) для улучшения разливаемости серий плавок на МНЛЗ мартеновского цеха;
  • Освоение технологии выплавки, раскисления и разливки на МНЛЗ новых марок стали: 32Г2Р, 35Г2Р, для сельскохозяйственного машиностроения, конструкционной рессорно-пружинной стали 65Г;
  • Разработка и внедрение технологии производства листовой судовой стали нормальной прочности категории А, В, Д и повышенной прочности категории А32, Д32 по IV-разделу ГОСТ 5521 – 86 с комплексным модифицированием стали алюминием, титаном и ферробором и обеспечением повышенного уровня механических свойств и хладостойкости (при 0oС; - 20oС; - 40oС) листового проката толщиной до16мм по ударной вязкости и после механического старения;
  • Разработка, испытание и опытно-промышленное опробование многокомпонентной подплавляющейся шлакообразующей смеси (ШОС) на основе золы с присадкой в кристаллизатор (вместо дефицитного аморфного графита) при разливке на МНЛЗ открытой струей серий плавок низкоуглеродистой и низколегированной стали, (разработчики смеси - Шабловский В.А., Сирченко В.И.).

С 1983 г. в ЭСПЦ на четырехручьевой, МНЛЗ вертикального типа начали освоение технологии непрерывной разливки подшипниковых и легированных марок стали в заготовки сечением: 250х500мм; 265х340мм. Металл разливался из двухшиберного 130 т ковша в два промежуточных ковша емкостью 12,6т, а из них в четыре медных водоохлаждаемых кристаллизатора длиной 1200мм, совершающих в процессе работы возвратно - поступательное движение с амплитудой от 5 до 25мм и частотой качания 20 -100кач/мин. Рабочая скорость разливки заготовки: 0,45-0,55м/мин. (предельная 0,65м/мин.) – сеч. 265 х 340мм; 0,40-0,50м/мин. (предельная 0,55м/мин.) – сеч.250х500мм. В ЗВО поддерживающие устройства роликовые– 6 секций с общей длиной 12м, расход воды регулировался по секциям и граням заготовки с применением ЭВМ.

В течение пяти лет на МНЛЗ ЭСПЦ выполнен комплекс работ, направленных на освоение и усовершенствование технологии разливки низколегированных и подшипниковых марок стали, улучшение качества поверхности, макро - и микроструктуры заготовок, исследование качества литого металла и проката из стали ШХ15, ШХ15СГ на соответствие требованиям ГОСТ 801 – 78 по макроструктуре: центральной пористости и точечной неоднородности не более 2 балла; ликвационному квадрату не более 0,5 балла. Руководил работами начальник группы (заместитель начальника лаборатории НРС) Касьян Г.И. Группой был выполнен ряд НИР:

  • Опытно-промышленное опробование и внедрение при разливке на МНЛЗ мягкого вторичного охлаждения заготовок с применением щелевых экранов по глубине жидкой лунки; применение 2-х ярусного кристаллизатора (второй кристаллизатор устанавливался вместо первой секции ЗВО); подача аргона в защитную огнеупорную трубу и продувка металла в кристаллизаторе аргоном через стопор-моноблок; дозированная подача в кристаллизатор 2-х компонентной защитной ШОС (аморфный графит и плавиковый шпат) при разливке плавок закрытой струей; графито-корундовых погружных стаканов под уровень зеркала металла в кристаллизаторе.
  • Проведение разливки опытных плавок с вводом в кристаллизатор в жидкую лунку заготовки расплавляющихся металлодобавок – «холодильников»: полосы из подшипниковой стали с расходом 0,4 – 1,1 % ; с дозированным вводом сплавляющихся металлодобавок - шариков из подшипниковой стали с расходом 0,2-0,5 %; с механизированным вводом тонкой полосы (с вибрацией) из подшипниковой стали с расходом 0,5 - 0,7 % от веса разливаемого металла;
  • В соответствии с приказом Министра черной металлургии СССР «Об организации производства непрерывнолитых круглых трубных заготовок на МНЛЗ ЭСПЦ ДМЗ» на реконструированном ручье №3 была выполнена опытная разливка 13 плавок круглых заготовок из стали марки 20,35,45, 40Х,30ХГСА в кристаллизатор d360мм (доставленный с НПО Тулачермет), вращающийся на угол15o относительно технологической оси ручья, с охлаждением заготовок водовоздушной смесью в ЗВО;
  • Проведение опытных плавок с разливкой заготовок в 2-х ярусный кристаллизатор с моноплоскостной симметрией сечением 200 –250х500мм; с воздействием на кристаллизующуюся заготовку ЭМП с расположением индукторов на двух уровнях в ЗВО под кристаллизатором и в конце жидкой лунки; с вводом порошковой ленты, наполненной с определенным соотношением силикокальция и РЗМ, в жидкий расплав металла в кристаллизатор.

В этот период была освоена технология выплавки, раскисления и разливки на МНЛЗ следующих марок стали: легированная конструкционная 15Г-30Г, 30ХГСА, 35ХГСА, 15Х- 45Х, 30Г2; рессорно-пружинная легированная 55С2А, 60С2А, 50ХГА; рельсовая М76«В»; 85ГФ.

В 1988 – 1990г.г. коллективом лаборатории НРС стал руководить Касьян Г.И. В этот период активно продолжалось освоение технологии непрерывной разливки подшипниковой стали на МНЛЗ ЭСПЦ в соответствии с Программой проведения исследований качества непрерывнолитой подшипниковой вакуумированной стали производства ДМЗ и долговечности подшипников из стали марки ШХ15«В».

После прокатки трубных заготовок и исследования качества трубы направлялись на ГПЗ, где были проведены стендовые испытания подшипников с наружными и внутренними кольцами, изготовленными из труб. Получены удовлетворительные результаты испытаний и заключения, что долговечность подшипников из непрерывнолитого металла ДМЗ соответствует требованиям подшипниковой промышленности.

Всего, начиная с 1983г., было отлито 105 опытно - промышленных плавок - 9400т стали марки ШХ15, ШХ15СГ, выполнена оценка и исследовано качество макроструктуры по серным отпечаткам Баумана и после горячего травления в 50% водном растворе НСl более 1300шт. продольных и поперечных темплетов литого и катаного металла.

В 1990г. для дальнейшего освоения и совершенствования технологии непрерывной разливки и улучшения качества подшипниковой стали было намечено выполнение работ по реконструкции МНЛЗ для отливки заготовки сечением 360х450мм, поставке партии металла на ГПЗ и проведение дополнительных стендовых испытаний подшипников, разработке способа подвода металла в кристаллизатор с минимальным проникновением струи в глубину заготовки, исследование способов физико-химического воздействия на кристаллизацию заготовки, воздействие вибрацией на заготовку в ЗВО, применение ЭМП металла с расположением индукторов на трех уровнях по глубине жидкой лунки в ЗВО. Но в конце 1990г. МНЛЗ ЭСПЦ была выведена из эксплуатации по ряду причин технического характера.

В ноябре 1990г. на базе 6-ти исследовательских лабораторий ЦЗЛ было создано малое предприятие «Современная технология» - учредитель ДМЗ, директором предприятия стал Легостаев Г.С. В состав малого предприятия в сталеплавильный отдел вошла группа НРС.

В заключении хотелось бы еще раз отметить без преувеличений выдающуюся роль к.т.н. Кондратюка А.М. в разработке, освоении и внедрении технологии непрерывной разливки стали и в воспитании большой когорты специалистов, успешно продолживших совершенствование этого эффективного способа разливки стали. Анатолий Михайлович всегда непосредственно участвовал в проведении опытных плавок и опробовании экспериментальных режимов НРС, был специалистом широкой эрудиции и при этом преданным делу непрерывной разливки. Всю свою трудовую жизнь (до 67 лет) работал на ДМЗ и внес в большой научно-технический и технологический вклад в повышение эффективности производства продукции на этом заводе.

© Дюдкин Д.А., Сирченко В.И. 2010