Волгоградский государственный технический университет, Волгоград, Россия

Н. А. Зюбан, профессор кафедры «Технология металлов» (ТМ), докт. техн. наук, эл. почта: tecmat49@vstu.ru
Д. В. Руцкий, заведующий кафедрой ТМ, доцент, канд. техн. наук, эл. почта: drutskii@vstu.ru
М. С. Никитин, аспирант кафедры ТМ
М. В. Кириличев, заведующий лабораторией кафедры ТМ, эл. почта: tecmat@vstu.ru

Одним из основных технологических параметров, влияющих на себестоимость производства непрерывнолитых заготовок, является разливаемость стали на установках непрерывной разливки стали. В электросталеплавильном цехе АО «Волжский трубный завод» существует проблема низкой серийности получаемой серосодержащей стали марки С45Е из-за нестабильности процесса ее разливки, связанной с образованием наростов из неметаллических включений (НВ), откладывающихся на внутренних стенках стакан-дозаторов и погружных стаканов, препятствующих прохождению металла в пространство кристаллизатора из промежуточного ковша. С целью определения термовременной природы выделения НВ на стенках сталеразливочных каналов проведено изучение загрязненности стали НВ на различных этапах сталеплавильного передела (внепечная обработка – вакуумирование – непрерывная разливка) методами оптической и электронной микроскопии. Фазовый состав включений определен при помощи пересчета данных EDS-анализа в программном комплексе Thermo-Calc. Установлено, что НВ на всех стадиях обработки имеют идентичный химический и фазовый состав и представлены силикатами, алюминатами, алюминатами кальция типа m(CaO)·n(Al₂O₃) различного стехиометрического состава, сульфидами MnS и CaS и комплексными оксисульфидами. Использование кальция в целях модифицирования НВ приводит к образованию тугоплавких для данной марки стали алюминатов кальция и сульфидных включений CaS, оседающих на стенках сталеразливочных каналов в процессе непрерывной разливки стали. Доля сульфидных включений при окончании внепечной обработки составляет порядка 50–80 % общего количества включений.

1. Божесков А. Н., Топтыгин А. М., Лонгинов А. М., Тиняков В. В. Разработка технологии производства высокосернистой стали с высоким содержанием алюминия в электросталеплавильном цехе Волжского трубного завода // Металлург. 2019. № 2. С. 32–36.
2. ТУ 14-159-126–78. Трубы холоднокатаные из легированной конструкционной автоматной стали марки типа А15Х.
3. ТУ 14-3-748–78. Трубы бесшовные горячекатаные из хромомарганцевоникелевой стали 19ХГН.
4. BS EN10083-2:2006. Steels for quenching and tempering. Part 2: Technical delivery conditions for non-alloy steels // Henan Gang iron and steel Co., Ltd. — URL: https://gangsteel.net/uploads/soft/150729/BSEN10083-2.pdf (дата обращения: 10.05.2023).
5. Моисеенко К. В., Гудов А. Г. Исследование причин снижения разливаемости стали в ЭСПЦ ОАО «Металлургический завод имени А. К. Серова» // Инновации в материаловедении и металлургии : материалы IV Международной интерактивной научно-практической конференции. — Екатеринбург, 2015. С. 28–31.
6. Лукавая М. С., Михайлов Г. Г. Анализ процесса затягивания погружных стаканов при непрерывной разливке стали // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2006. Т. 7. № 10. С. 69–72.
7. Гаук Ф., Петшке Ю. Износ погружных стаканов и образование отложений глинозема при непрерывной разливке стали // Огнеупоры для МНЛЗ : сб. трудов конференции. — М. : Металлургия, 1986. С. 62–75.

8. Голубцов В. А., Рябчиков И. В. Пути снижения вероятности затягивания сталеразливочных стаканов при разливке стали // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2011. № 12. С. 50–53.
9. Горбовский С. А., Казаков С. В. и др. Предотвращение зарастания каналов сталеразливочных ковшей // Сталь. 2003. № 12. С. 16–18.
10. Аксерольд А. М. Разработка и внедрение комплекса мероприятий по снижению интенсивности формирования отложений в сталеразливочном тракте при непрерывной разливке металла на МНЛЗ. Дис. … канд. техн. наук. — Москва, 2007. — 188 с.
11. Zhou Q., Ba J., Chen W. et al. Evolution of non-metallic inclusions in a 303-ton calcium-treated heavy ingot // Metall. Mater. Trans. B. 2023. Vol. 54. P. 1565–1581.
12. Yang W., Zhang L., Wang X., Ren Y. et al. Characteristics of inclusions in low carbon Al-killed steel during ladlefurnace refining and calcium treatment // ISIJ Int. 2013. Vol. 53. P. 1401–1410.
13. Xia Y., Li J., Fan D. et al. The effect of aluminum on the divorced eutectic transformation of MnS inclusions // Metall. Mater. Trans. B. 2021. Vol. 52. P. 1118–1131.
14. Yang D., Wang X., Yang G., Wei P., He J. Inclusion evolution and estimation during secondary refining in calcium treatedaluminum killed steels // Steel Res. Int. 2014. Vol. 85. P. 1517–1524.
15. Holappa L., Hämäläinen M., Liukkonen M., Lind M. Thermodynamic examination of inclusion modification and precipitationfrom calcium treatment to solidified steel // Ironmak. Steelmak. 2003. Vol. 30. P. 111–115.
16. Pretorius E., Oltmann H., Cash T. The effective modification of spinel inclusions by Ca treatment in LCAK steel // Iron Steel Technol. 2010. Vol. 7. P. 31–44.
17. Yang S., Wang Q., Zhang L., Li J., Peaslee K. Formation and modification of MgO∙Al₂O₃-based inclusions in alloy steels // Metall. Mater. Trans. B. 2012. Vol. 43. P. 731–750.
18. Чичкарев Е. А., Троцан А. И., Казачков Е. А., Назаренко Н. В. Механизм усвоения кальция при обработке стали в ковше // Вiсник Приазов. держ. техн. ун-ту. 2005. Вип. 15. С. 1–5.
19. Казачков Е. А., Рудакова С. Г. Моделирование процессов выравнивания температуры металла и содержания легирующих добавок в металле при продувке инертным газом // Вiсник Приазов. держ. техн. ун-ту. 2001. Вип. 11. С. 55–60.
20. Агарков А. Ю., Руцкий Д. В., Зюбан Н. А. и др. Выявление природы образующихся «наростов» на внутренней стенке разливочного стакана при непрерывной разливке стали марки С45Е // Теория и технология металлургического производства. 2020. № 1 (32). С. 11–17.