/ 59 3 (66), 2012 Defects of continuous cast still billets, which run be- cause of the deviation from the given technology, are in- vestigated and causes of their forming are established in JSC “BSW”. и. А. коВАлЕВА, н. А. ХоДоСоВСкАя, и. А. ГуЗоВА, А. В. ДЕМин, оАо «БМЗ» УДК 669.21 исследование дефектов непрерывнолитоЙ заготовки диаМетроМ 200 мм и причин их оБразования в Условиях оао «БМз» Внедрение высоких технологий и освоение но- вых видов продукции – одна из основных концеп- ций успешного развития Открытого акционерного общества «Белорусский металлургический завод». Основным и главным условием успешного функ- ционирования трубопрокатного производства яв- ляется обеспечение его качественной исходной за- готовкой, в том числе непрерывнолитой, а также повышение производительности и конкурентоспо- собности произведенной продукции. Процесс производства трубопрокатной метал- лопродукции включает в себя ряд переделов, каж- дый из которых вносит вклад в формирование ко- нечного комплекса свойств металла. Тем не менее, в большинстве случаев основы формирования за- планированных характеристик закладываются пре- жде всего в сталеплавильном производстве, что делает необходимым совершенствовать и разви- вать сталеплавильные технологии на принципи- ально новом качественном уровне. Дефекты, образующиеся из-за отклонения от заданной технологии, значительно снижают тех- нологическую пластичность металла в условиях его дальнейшей обработки и эксплуатационной стойкости. В 2009 г. на ОАО «БМЗ» была проведена гло- бальная реконструкция машины непрерывного ли- тья заготовок № 3 (МНЛЗ-3). Осуществление ком- плекса мероприятий по модернизации машины по- зволило наладить производство круглых непре- рывнолитых заготовок диаметром 200 мм, исполь- зуемых для получения бесшовных горячекатаных труб. Разработка оптимального технического регла- мента выплавки и разливки непрерывнолитой кру- глой заготовки диаметром 200 мм после рекон- струкции явилась для завода первостепенной зада- чей. Это стало возможным благодаря проведению достаточно большого объема экспериментальных работ. При отработке технологии разливки круглой непрерывнолитой заготовки особое внимание уде- лялось состоянию поверхности, геометрической форме, макроструктуре, загрязненности неметал- лическими включениями. Поверхностные дефекты «Площадки» – наличие прямых участков (рис. 1), расположенных с одной или двух диаметрально противоположных сторон круглой непрерывноли- той заготовки, образовавшихся из-за давления тя- нущих модулей. Предотвратить образование дан- ного дефекта можно путем снижения давления на непрерывнолитую заготовку, а также регулирова- нием подачи воды в зону вторичного охлаждения и скорости разливки металла. риски – продольные углубления (до 4–5 мм) в виде канавок с округлым дном на поверхности непрерывнолитых заготовок (рис. 2). Причиной Рис. 1. Макроструктура поперечного сечения непрерыв- нолитой заготовки диаметром 200 мм (стрелками указаны «площадки») 60 / 3 (66), 2012 возникновения таких дефектов является поврежде- ние поверхности заготовки налипшими на поддер- живающие ролики металлом и шлаком. Вогнутость – вогнутая форма поперечного се- чения заготовки (рис. 3). Причиной образования дефекта является неравномерное вторичное ох- лаждение круглой непрерывнолитой заготовки. Продольные поверхностные трещины – нару- шение сплошности металла в продольном направ- лении в виде разрывов (рис. 4). Причинами воз- никновения таких трещин могут быть высокие остаточные напряжения в отделяющейся от сте- нок кристаллизатора корке непрерывнолитой за- готовки, вызванные ферростатическим давлени- ем, противодействующим напряжениям усадки, особенно при недостаточно плотной корке. Кроме того, к появлению рассматриваемых дефектов мо- жет привести недостаточный, несимметричный и, следовательно, неравномерный теплоотвод в кристаллизаторе и на участке вторичного ох- лаждения. Дефекты формы овальность – деформирование поперечного сечения непрерывнолитой заготовки относительно заданной геометрической формы (рис. 5). Причи- ны образования: напряжения в корковой зоне заго- товки из-за неравномерного теплоотвода в кристал- лизаторе; несимметричное формирование фронта кристаллизации; внецентренная подача металла при литье; искривленный кристаллизатор. Рис. 2. Внешний вид рисок на поверхности непрерывнолитых заготовок диаметром 200 мм Рис. 3. Макроструктура поперечного сечения непрерывнолитой заготовки диаметром 200 мм (стрелкой показана вог- нутость) Рис.4. Внешний вид трещин на поверхности непрерывноли- тых заготовок диаметром 200 мм Рис. 5. Макроструктура поперечного сечения непрерывно- литой заготовки диаметром 200 мм / 61 3 (66), 2012 Дефекты макроструктуры центральная пористость – скопления пор и раковин различных размеров, расположенные вблизи теплового центра непрерывнолитой заго- товки в зоне встречи фронта затвердевания (рис. 6). Причинами образования центральной пористости являются недостаточное поступление жидкого ме- талла в объемы, где заканчивается затвердевание; ликвационное обогащение центральной зоны при- месями; повышенная температура металла в про- межуточном ковше; интенсивное вторичное ох- лаждение; широкий интервал затвердевания раз- ливаемой стали. Дефект в большей степени прояв- ляется с возрастанием скорости охлаждения, а так- же при сильной транскристаллизации. ликвационные полоски и трещины – нитевид- ные потемнения на серном отпечатке, следы пол- ностью или частично залеченных маточным рас- твором надрывов, образовавшихся в процессе за- твердевания непрерывнолитой заготовки в темпе- ратурном интервале хрупкости. В зависимости от расположения и происхождения их подразделяют на ликвационные полоски и трещины, перпенди- кулярные поверхности (рис. 7, а) и проходящие в осевой зоне (рис. 7, б). Причинами возникновения ликвационных по- лосок и трещин могут служить следующие факто- ры: повышенное содержание в металле ликвирую- щих элементов; неправильный выбор режимов в зоне вторичного охлаждения и искажение про- филя заготовки; несоосность технологической оси МНЛЗ; обжатие слитка с жидкой сердцевиной ро- ликами тянущих модулей; высокая скорость раз- ливки и повышенная температура металла в про- межуточном ковше. Использование комплексного подхода в изу- чении причин образования различных видов дефектов на круглых непрерывнолитых заготов- ках позволило разработать базу данных по ре- гулированию параметров выплавки и разливки стали. Проведенные промышленные эксперименты в совокупности с металлографическими исследо- ваниями непрерывнолитой круглой заготовки по- зволили значительно сократить на горячекатаных трубах дефекты, наследуемые со сталеплавильно- го передела. Работы по совершенствованию качества труб- ной заготовки, разливаемой на МНЛЗ-3, продол- жаются. В настоящее время исследования ведутся по следующим основным направлениям: • .обеспечение более высокой степени усвое- ния раскислителя (инжекция алюминиевых «пира- мидок» непосредственно в струю металла при раз- ливке); • .разработка методов физического воздействия на металл (модифицирование); • .электромагнитное перемешивание (сниже- ние перегрева, обламывание грубых ветвей ден- дритов и создание циркуляции металла в жидкой сердцевине); Рис. 6. Центральная пористость в макроструктуре попереч- ного сечения непрерывнолитой заготовки диаметром 200 мм а б Рис. 7. Дефект макроструктуры «ликвационные полоски и трещины» в поперечном сечении непрерывнолитой заготовки диаметром 200 мм: а – общие; б – осевые 62 / 3 (66), 2012 • .отработка оптимальной скорости разливки и режимов охлаждения, обеспечивающих хоро- шую геометрию, в том числе минимизацию пло- щадок на непрерывнолитых заготовках. Таким образом, решение поставленных задач в конкретных условиях производства непрерывно- литой заготовки круглого сечения требует суще- ственного развития фундаментальных научных знаний, основанных на теоретических, практиче- ских и статистических исследованиях металлурги- ческих процессов и технологий.