Ученые предлагают новую технологию производства слитков автовакуумного металла
В настоящее время все большее количество меткомбинатов внедряет разливку металла на МНЛЗ, что не всегда целесообразно из-за высоких капитальных затрат на строительство МНЛЗ. Традиционная технология отливки слитков спокойных и легированных марок стали неизбежно вызывает формирование прибыльной части слитка, в которой расплав затвердевает последним. Наличие прибыли является причиной развития ликвационных процессов в слитке, вызывающих увеличение его осевой и внеосевой неоднородности. Сходные проблемы, хотя и в меньшей степени, характерны и для непрерывнолитых заготовок, несмотря на то, что из-за меньшего времени затвердевания металла при непрерывной разливке ликвация в таком металле менее развита, чем в слитках.
При получении слитков АВМ верхняя часть слитков охлаждается, что способствует значительному сокращению времени затвердевания расплава и уменьшению ликвации. Используемые при этом технические приемы позволяют получить герметичную усадочную полость внутри слитка, которая формируется в вакууме (без попадания газов из внешней среды) и при последующей пластической деформации полностью сваривается, не давая расслоя. Уменьшение ликвации приводит к повышению качества металла, а сваривание стенок усадочной полости позволяет эффективно производить отливку слитков спокойных и легированных марок стали, при пластической деформации которых головная обрезь получаемых заготовок находится на уровне 0,5 – 8% в зависимости от совокупности требований к металлу.
Прочный и плотный свод слитка дает возможность без нарушения правил техники безопасности перемещать слиток в нагревательный колодец (или термостат) до его полного затвердевания, что позволяет существенно экономить на нагреве слитков под пластическую деформацию вплоть до отказа от такого нагрева с переходом на термостатирование для выравнивания температуры по сечению слитка.
Сопоставление с аналогами, преимущества: В 1967 году во Франции был предложен способ герметизации усадочной раковины, сущность которого состояла в закупоривании головной части слитка, выдержке расплава в течение определенного времени и переворачивании изложницы с расплавом на 1800 относительно горизонтальной оси. После этого слиток помещали в ячейку с медленным нагревом, выдерживали, пока он не закристаллизуется по всему сечению, после чего его перемещали в исходном положении в ячейку быстрого нагрева. В последующие 1971-1974 годы было предложено большое количество аналогичных способов герметизации усадочной раковины, которые различались между собой только временным регламентом вращения слитка вокруг горизонтальной оси. Однако в результате не была достигнута желаемая степень однородности металла по неметаллическим включениям.
Предложенный способ отливки слитков отличается от известных оптимизацией режима термо-временного регулирования процесса затвердевания слитка. В силу природы их получения слитки были названы герметизированными или АВМ (автовакуумный металл), поскольку в процессе кристаллизации происходит герметизация усадочной полости внутри слитка, что препятствует проникновению извне газов в усадочную полость и развитию окислительных процессов в затвердевающем расплаве. Опробование в опытно-промышленных условиях показало, что прокат из слитков (как листовых, так и сортовых), отлитых по предложенному способу без нарушений, имел головную обрезь раскатов слитков спокойных марок стали 3-8% вместо обычных 13-18%. Анализ результатов подтвердил, что в блюмах слитков АВМ значительно выше качество металла, чем в сравнительных, и ниже головная обрезь.
Одним из наиболее весомых достижений нового способа является практически полное отсутствие осевой неоднородности, как химической, так и физической. В головном конце раската наблюдается существенное уменьшение балла ликвационного квадрата или его отсутствие, что исключает перевод таких изделий как рельсы в более низкую категорию качества.
Следует отметить, что одним из основных преимуществ внедрения новой технологии является тот факт, что для его реализации не требуются капитальные затраты.
Текущие затраты на изготовление оснастки для слитков АВМ не превышают текущих затрат на изготовление оснастки для обычных слитков.
Технология предусматривает возможность прокатки слитков с повышенной энтальпией, что позволяет существенно снизить энергозатраты и повысить выход годного и качество металла.
Потребители: Металлургические комбинаты и машиностроительные заводы.
География предполагаемого рынка: Украина, страны Ближнего и Дальнего зарубежья.
Правовая охрана: Технологическое предложение патентоспособно. На основании результатов проведенных предварительных работ подана заявка на предполагаемое изобретение и получен патент Украины. В процессе реализации технологического предложения предусматривается разработка и промышленное опробование нового технического решения, имеющего существенные отличия от известных, что может быть обеспечено соответствующей правовой охраной.
