Область применения
1.1 Настоящая технологическая инструкция устанавливает требования по ведению технологического процесса обработки стали на установках циркуляционного вакуумирования стали (УЦВС).
Особенности технологии вакуумирования конкретных марок стали оговаривают в частных директивных письмах и распоряжениях по технологии.
1.2 Требования настоящей технологической инструкции распространяются на сталеваров установки внепечной обработки стали (далее – сталевар) и мастеров, занятых на горячих участках работ (далее - мастеров УЦВС).
Ответственность за выполнение требований настоящей технологической инструкции другими работниками ЭСПЦ определяется их должностными инструкциями.
1.3 Контроль выполнения требований настоящей технологической инструкции возлагается на старшего мастера, занятого на горячих участках работ (далее - старшего мастера УЦВС), начальника участка внепечной обработки стали, заместителя начальника ЭСПЦ по выплавке.
Нормативные ссылки
В настоящей технологической инструкции использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ТИ ЭС-120-2007 Обработка металла аргоном в сталеразливочном ковше на участке внепечной обработки
П р и м е ч а н и е – При пользовании настоящей технологической инструкцией целесообразно проверять действие ссылочных документов. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящей технологической инструкцией следует пользоваться заменяющим документом.
Основные требования к исходным материалам
3.1 Все ферросплавы и добавочные материалы должны соответствовать требованиям ГОСТов и технических условий, внесенных в утвержденный главным инженером комбината «Перечень действующей нормативной документации на сырье и материалы, применяемые при производстве продукции».
3.2 Фракция используемых ферросплавов должна быть от 5 до 50 мм (допускается наличие фракции менее 5 мм и от 50 до 60 мм массой каждой из этих фракций, не превышающей 15 % от массы используемой партии); науглероживателя - от 2 до 15 мм, при этом содержание фракции от 2 до 15 мм не менее 80 %, максимально допустимый размер частиц – 20 мм; массовая доля влаги - не более 3 %.
Подготовка установки циркуляционного вакуумирования стали к работе
При подготовке установки циркуляционного вакуумирования стали к приему плавки необходимо проверить:
- исправность всех механизмов, приборов, состояние футеровки вакуумкамеры и патрубков;
- наличие достаточного запаса ферросплавов и других добавочных материалов в загрузочных бункерах;
- обеспечение установки энергоресурсами (аргон, азот, пар, вода, сжатый воздух);
- температуру футеровки вакуумкамеры - не менее 1250 °С, по показаниям стационарной термопары или пирометра. Допускается снижение температуры футеровки вакуумкамеры до 1000°С при вакуумировании плавок марок стали для которых в частных директивных письмах по технологии предусмотрено отключение газовой горелки в межплавочный период;
- наличие алюминиевой и порошковой проволоки в трайбаппарате;
- наличие футеровки на тепловых экранах вакуумкамеры;
- работоспособность системы охлаждения воздухом подины вакуумкамеры и выпускного переходного патрубка;
- герметичность системы подвода аргона/азота к патрубкам вакуумкамеры;
- состояние уплотнений вакуумкамеры.
Обработка стали на установке циркуляционного вакуумирования
5.1 Толщина шлака в сталеразливочном ковше перед началом вакуумирования не должна превышать 250 мм. Величина свободного борта (от уровня шлака до кромки ковша) - от 300 до 550 мм.
5.2 За 5-15 минут перед началом вакуумирования для марок стали производимых по схеме УЦВС-АКОС-МНЛЗ производят продувку аргоном через фурму и/или ДПУ в течение не менее 3 минут.
5.3 В случае простоя УЦВС в течение 3 часов и более, перед вакуумированием плавок марок стали для которых в частных директивных письмах на производство регламентирована только схема производства АКОС-УЦВС-МНЛЗ (перед вакуумированием плавок подшипниковых марок стали – 2 часа и более) производят вакуумирование одной «промывочной» плавки.
Под «промывочную» используют плавку, стали марки, для которой в частных ДП на производство предусмотрено:
- технология «с подогревом на АКОС»;
- только схема производства УЦВС-АКОС-МНЛЗ;
- две и более схемы производства (УЦВС-АКОС-МНЛЗ и/или АКОС-УЦВС-МНЛЗ и/или без вакуумирования).
Запрещено использовать в качестве «промывочных»:
- первые плавки в серию;
- плавки марок стали легированных серой и алюминием;
- плавки марок стали с содержанием кремния для аттестации в ЭСПЦ не более 0,18%;
- плавки подшипниковых марок стали;
- плавки пружинных марок стали;
-плавки марок стали легированных титаном и/или бором.
5.3.1 Особенности технологии вакуумирования «промывочных» плавок.
Вакуумирование «промывочной» плавки производят после первой продувки аргоном в соответствии с ТИ ЭС-120-2007.
Вакуумирование «промывочной» плавки производят по второму режиму в соответствии с 5.10.2. При этом длительность вакуумирования промывочной плавки не менее 10 минут с расходом аргона 20 м3/ч (по 10 м3/ч на каждую линию).
Разрешается вакуумирование «промывочной» плавки без первой продувки аргоном в соответствии с ТИ ЭС-120-2007 в следующем порядке:
- за 5-15 минут перед началом вакуумирования «промывочной» плавки производят продувку аргоном через фурму и/или ДПУ в течение не менее 3 минут, затем производят измерение толщины шлака и высоты «свободного борта».
- после окончания вакуумирования производят первую продувку аргоном в соответствии с ТИ ЭС-120-2007.
5.4 Сталевоз со стальковшом перемещают под патрубки вакуумкамеры и определяют «нулевую» точку (Н0), которая соответствует показаниям устройства «Дигитайзер DAJA» при положении, когда нижние концы патрубков вакуумкамеры находятся на одном уровне с поверхностью шлака. Значение «нулевой» точки заносят в ЭВМ.
5.5 До начала опускания патрубков в металл (шлак) переключают подачу на трубки впускного патрубка с азота на аргон, затем задатчиком устанавливают расход аргона - 30 м3/ч (по 15 м3/ч на каждую линию) на всем сортаменте.
На марках стали, легированных азотом, с нижним пределом для аттестации в ЭСПЦ по содержанию азота не менее 0,008 %, оговоренном в частных директивных письмах на производство конкретной марки стали, вакуумирование производят с использованием азота с расходом азота – 40 м3/ч (по 20 м3/ч на каждую линию). За 1-2 минуты до окончания вакуумирования переключают подачу азота на аргон.
5.6 Вакуумкамеру опускают с «нулевой точки» на величину, определяемую по формуле:
Нн.т.=Н0-Ншл.-(450 ± 10), (1)
где Нн.т. – нижняя точка, мм;
Н0 – значение «нулевой» точки, мм;
Ншл. – толщина шлака, мм.
Это положение вакуумкамеры соответствует нижней точке. Показание устройства «Дигитайзер DAJA», соответствующее нижней точке, заносят в ЭВМ. Затем включают пароэжекторный насос.
5.7 Науглероживатель и ферросплавы присаживают порциями, в течение первых 6 минут вакуумирования, с интервалами равными 15-30 с.
Максимальная масса легирующих материалов, вводимых в металл за одну порцию, не должна превышать следующих величин:
- науглероживатель - 70 кг;
- ферросплавы - 150 кг.
Вакуумирование во время присадки ферросплавов производят на трех ступенях вакуумного насоса.
5.8 Последовательность присадки легирующих материалов:
- науглероживатель;
- ферросплавы.
5.9 Продолжительность вакуумирования после присадки ферросплавов устанавливают в зависимости от требований по содержанию водорода в промковше для различных групп марок стали. Под требованиями по содержанию водорода следует понимать:
- максимальное значение содержания водорода, регламентированное технологической документацией на производство данной марки стали;
- минимальное значение содержания водорода, превышение которого указывает на необходимость назначения плавки на другой режим термообработки.
5.9.1 Для марок стали, производимых по схеме АКОС–УЦВС–МНЛЗ время вакуумирования должно составлять:
- для подшипниковых марок стали – не менее 25 минут после присадки ферросплавов;
- для марок стали с требованием по содержанию водорода 2,5 ppm и менее – от 20 до 25 минут после присадки ферросплавов;
- для марок стали с требованием по содержанию водорода более 2,5 ppm и без требований по содержанию водорода - от 15 до 20 минут после присадки ферросплавов.
5.9.2 Для марок стали, производимых по схеме УЦВС–АКОС–МНЛЗ общее время вакуумирования должно составлять от 15 до 20 минут. Исключением являются кордовые марки стали (70 – 87 ТЕХН и аналоги) и ТИП АРМКО (и аналоги), для которых время вакуумирования после присадки ферросплавов должно составлять не менее 25 минут.
5.9.3 Для первых плавок в серию длительность вакуумирования после присадки ферросплавов увеличивают на пять минут.
5.10 Вакуумирование после окончания присадки ферросплавов производится по двум режимам.
5.10.1 Первый режим – для вакуумирования металла, предварительно раскисленного кремнием и алюминием. Вакуумирование после присадки ферросплавов производят на пяти ступенях вакуумного насоса.
5.10.2 Второй режим – для вакуумирования нераскисленного или частично раскисленного кремнием металла. Вакуумирование начинают на трех ступенях вакуумного насоса, продолжают до достижения остаточного давления в вакуумкамере 5 кПа (50 мбар), после чего включают вторую ступень насоса. На четырех ступенях вакуумирование продолжают до достижения остаточного давления в вакуумкамере 0,5 кПа (5,0 мбар), после чего включают первую ступень.
5.11 После окончания вакуумирования (отключения пароэжекторного насоса) камеру возвращают в верхнее положение, переключают подачу на трубки впускного патрубка с аргона на азот с расходом 10 м3/ч (по 5 м3/ч на каждую линию).
Производят продувку металла аргоном через донный продувочный блок, при этом время продувки до отбора пробы металла должно быть не менее 3 минут. На марках стали, производимых по схеме АКОС–УЦВС–МНЛЗ, разрешается продувку аргоном до отбора пробы металла не производить.
После окончания продувки производят измерение температуры и отбор проб металла.
5.12 В случае получения высокого содержания водорода на МНЛЗ относительно требований технологической документации на марку стали с обязательным вакуумированием, на следующей плавке, которая будет вакуумироваться на том же вакууматоре, производят контрольное измерение водорода после вакуумирования и продувки аргоном. При получении высокого содержания водорода во время контрольного замера проверяют состояние оборудования и при необходимости увеличивают на следующих плавках время вакуумирования после окончания присадки ферросплавов.