Внепечная обработка чугуна и стали
СОДЕРЖАНИЕ Доклад №8

Системы нового поколения для бесстопорной разливки и внепечной обработки чугуна и стали

Головко А.Г., Гордеев Е.И., Золотухин В.И., Провоторов Д.А., ООО НПП «Вулкан-ТМ»

УДК 621.746

Рассмотрены новейшие разработки для бесстопорной разливки и внепечной обработки чугуна и стали, выпускаемые НПП «Вулкан-ТМ», г. Тула. В статье приведены основные характеристики и конструктивные особенности шиберных затворов, оборудования для производства порошковой проволоки и ввода её в расплав, а также оборудования для донной продувки металла аргоном.

Ключевые слова: Огнеупоры, шиберные затворы, трайб-аппарат, производство порошковой проволоки, продувочные донные пробки

Широкое применение современных технологий разливки чугуна и стали, применение высокостойких футеровок, существенно повысило требования к оборачиваемости ковшей, сокращению времени их обслуживания и потребовало создания систем нового поколения для бесстопорной разливки и внепечной обработки чугуна и стали, позволяющих при этом снизить удельные затраты на разливку.

Разработка и производство конкурентоспособной, в том числе импортозамещающей продукции является основным направление деятельности НПП «Вулкан- ТМ». Шиберные затворы серий ВТМ и ВТ (рис. 1) зарекомендовали себя как продукция, не уступающая по качеству и функциональным возможностям затворам ведущих фирм-производителей на европейском рынке, таких как «Interstop» и «Vesuvius».

Унифицированные шиберные затворы серии ВТ

Рис. 1 - Унифицированные шиберные затворы серии ВТ

НПП «Вулкан-ТМ» широко освоило за предыдущие годы производство шиберных затворов для ковшей средней ёмкости (от 30 до 120 т). Новейшая разработка фирмы- шиберный затвор марки ВТ-60/80 для ковшей ёмкостью от 100 до 360 тонн.

Шиберный затвор серии ВТ-60/80 прошел испытания на ЗАО «РМЗ» (г. Ревда). Данный затвор имеет модульную конструкцию и компоновку типа «книжка», он удобен в обслуживании, замена элементов конструкции блоками позволяет сократить время обслуживания затвора на ковше.

Принципиальной особенностью является оригинальный механизм фиксации шиберных плит, позволяющий работать на плитах различных типоразмеров и производителей, что является бесспорным преимуществом и позволяет переходить со временем, к использованию вновь появляющихся плит с другими эксплуатационными характеристиками, исключая необходимость переоснащения парка затворов, или каких-либо доработок в их конструкциях. В испытаниях участвовали плиты производства «Магнезит-Dalmond», стойкость шиберных плит при эксплуатации в затворе серии ВТ-60/80 составила 7-9 плавок.

Сравнительный анализ эффекта от использования огнеупоров отечественного и импортного производства показал видимое преимущество комплекта огнеупоров производства НПП «Вулкан-ТМ» в соотношении «цена-качество».Удельные затраты на футеровку шиберного затвора ВТ-60/80 при использовании огнеупорного комплекта производства НПП «Вулкан-ТМ» составляют 9,29 руб/т, в то время как затраты на футеровку огнеупорами импортного производства достигают 23,98 руб/т (рис. 2).

Удельные затраты на футеровку шиберного затвора ВТ-60/80

Рис. 2 - Удельные затраты на футеровку шиберного затвора ВТ-60/80

Для литейных и машиностроительных цехов разработан технологический комплекс повышения качества металла (рис. 3), который включает в себя следующее: шиберный затвор с электромеханическим или гидравлическим приводом (с маслостанцией) и комплектом огнеупоров, включая защитную трубу с эластичным термостойким уплотнением; огнеупорные изделия повышенной сложности любой формы и размеров, в том числе, предназначенные для блочной футеровки ответственных участков тепловых агрегатов различного назначения; продувочную фурму для донной продувки металла в стальковше инертным газом; стартовую смесь для засыпки канала ковшевого стакана перед разливкой, порошковую проволоку с различными наполнителями; трайб-аппарат малогабаритный одно-, двух- , трёх- и четырёхручьевой для подачи порошковой проволоки в ковш[2].

Схема технологического комплекса повышения качества металла

Рис. 3 - Схема технологического комплекса повышения качества металла: 1 – защитная труба с эластичным термостойким уплотнением, 2 – шиберный затвор серии ВТ, 3 – стартовая смесь, 4 – продувочная пробка, 5 - трайб-аппарат, 6 – бунт порошковой проволоки

© Головко А.Г., Гордеев Е.И., Золотухин В.И., Провоторов Д.А., 2011

Предлагаемые к поставке в составе технологического комплекса повышения качества металла, трайб-аппараты модели ТАП оснащены полуавтоматическим укладчиком и могут быть использованы для подачи в ковш как порошковой проволоки, так и алюминиевой катанки, в одно-, двух-, трёх- и четырёхручьевом исполнении. В состав трайб-аппарата входят сменные ролики, обрезиненные и термообработанные. Малогабаритный отдельно стоящий шкаф управления имеет дистанционное подключение и может быть установлен в радиусе 100 м. Возможность записи параметров работы трайб-аппарата и относительной плотности пропускаемой проволоки существенно повышает удобство мониторинга и обслуживания.

Двухручьевой трайб-аппарат модели ТАППо желанию Заказчика возможна разработка технологических процессов получения высокопрочного чугуна совместно с ЗАО "Юпитер ЛТД" (г. Кострома) и Компанией НПП (г. Челябинск). Компания "Юпитер ЛТД" уже имеет опыт поставки порошковой проволоки диаметром 10, 13, 14 мм для решения этих задач.

Рис.4 – Двухручьевой трайб-аппарат модели ТАП

Технология, которую предлагает Компания НПП – это полностью управляемый технологический процесс, созданный на основе интеллектуальных программных решений, которые позволяют максимально исключить человеческий фактор при модифицировании металла, но и сделать процесс обработки безопасным и экологически чистым.

Изготовление порошковой проволоки для модифицирования чугуна и стали может быть налажено и непосредственно на предприятии с использованием технологического комплекса (линии) производства порошковой проволоки.

Линии для изготовления порошковой проволоки производства НПП «Вулкан-ТМ» (рис. 5) широко востребованы на рынке и уже более 10 лет эксплуатируются на российских предприятиях (ОАО «Ванадий-Тула», ЗАО «Юпитер ЛТД», г. Кострома и другие) с диаметром проволоки 8-18 мм, снабжены автоматическим укладчиком, возможностью записи относительной плотности пропускаемой проволоки на электронный носитель информации.

Линия производства порошковой проволоки ЛПП-2М

Рис.5 - Линия производства порошковой проволоки ЛПП-2М

Получаемый бунт может достигать веса до 1,5 т, его ширина – 800 мм, размер фракции порошкового наполнителя – 0,15…4 мм. В качестве порошкового сердечника может использоваться наполнитель из различных материалов (силикокальций, ферротитан, графит, ферросиликомагний, пентаоксид ванадия и др.)[2].

Для донной продувки металла инертным газом, непосредственно перед и в процессе разливки, НПП «Вулкан-ТМ» производит поставку широкой номенклатуры типоразмеров продувочных донных пробок (фурм), устанавливаемых в футеровку ковша, как с гнездовым блоком, так и без него (рис. 6). Гнездовые блоки могут быть квадратного сечения или круглого (по согласованию с ЗАКАЗЧИКОМ).Продувочная донная фурма изготавливается в металлической гильзе для защиты от газопроницаемости и может иметь от 15 до 54 щелей шириной 0,18-0,2 мм.

Варианты исполнения продувочных донных пробок (фурм)

Рис. 6 - Варианты исполнения продувочных донных пробок (фурм)

По согласованию с заказчиком устройство газоподвода может изготавливаться в виде газоподводящей трубы (требуемого размера) или в виде адаптера.

Монолитный продувочный блок

Рис. 7 - Монолитный продувочный блок

Наряду с традиционными вариантами исполнения продувочных фурм НПП «Вулкан-ТМ» осуществляет поставку монолитных продувочных блоков (рис.6), оригинальная конструкция которых защищена патентом РФ.

Прошедшие успешную апробацию на ряде ведущих металлургических предприятий , таких как ООО «Промтрактор-Промлит (г. Чебоксары), ЗАО «Группа ЧТПЗ» (г. Челябинск), ЗАО «Азовэлектросталь» (г. Мариуполь), ОАО «Армапром» (г. Миргород) и др., продувочные фурмы показали максимальную стойкость 65 плавок при времени продувки 10-15 минут за плавку, которая напрямую зависит от условий их эксплуатации и обслуживания на каждом конкретном предприятии.

Применение в литейном и металлургическом производстве донных продувочных пробок (узлов) обеспечивает: усреднение температуры и химического состава металла в ковше, улучшение растворимости легирующих элементов, уменьшение «замерзания» металла в области слива, выведение в шлак продуктов раскисления, дефосфорации и десульфурации, снижение температуры выпуска металла на 15-20 oС, улучшение заполняемости формы, ускорение процесса доводки металла.

Для донной продувки металла интерным газом непосредственной перед и в процессе разливки НПП «Вулкан-ТМ» производит поставку широкой номенклатуры типоразмеров продувочных донных пробок (фурм), устанавливаемых в футеровку ковша, как с гнездовым блоком, так и без него (рис. 7).

Донная продувочная пробка на индукционной печи

Рис.7 - Донная продувочная пробка на индукционной печи

Не осталась без внимания и проблема продувки металла аргоном на литейных ковшахмалой ёмкости (менее 1 тонны). Миниатюрная 10 щелевая продувочная пробка высотой всего 80 мм была специально разработана для ОАО «НЗХК» (г. Новосибирск). Использование продувочных пробок производства НПП «Вулкан-ТМ» при выплавке сталей аустенитного класса в индукционных печах на данном предприятии показало положительный эффект. В совокупности с применением раскислителей и модификаторов удалось получить сталь с высокими характеристиками по пластичности, механическими свойствами и низким содержанием неметаллических включений (оксидов, нитридов, карбонитридов и пр.). Кроме того, отмечено увеличение стойкости футеровки в 1,5-2 раза. Стойкость же самих пробок достигает 80 плавок, что для изделия, имеющего столь скромные типоразмеры, является существенным достижением.

Библиографический список:

  1. Инновационные разработки сталеразливочных систем НПП «Вулкан-ТМ» для металлургических и литейных производств/ А.Г. Головко, Е.И. Гордеев, В.И. Золотухин., Р.Б. Медведев, Д.А. Провоторов// Новые огнеупоры. № 4. 2011. С. 100-101.
  2. В.И. Золотухин, Е.И. Гордеев, А.Г Головко, Д.А. Провоторов, Р.Б. Медведев, И.А. Ильичев, К.В. Звягин // Литейщик России. № 9. 2011. С. 45-49.

© Головко А.Г., Гордеев Е.И., Золотухин В.И., Провоторов Д.А., 2011

СОДЕРЖАНИЕ Доклад №8

СТАТЬИ

ПОПУЛЯРНОЕ

КОНФЕРЕНЦИИ

КНИГИ