21 Jul. 2020 (Tuesday 12:19)

АННОТАЦИИ К СТАТЬЯМ, ОПУБЛИКОВАННЫМ В БЮЛЛЕТЕНЕ "ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ" 2020 № 06

УДК 669.162.263.44

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОЗМОЖНЫХ СПОСОБОВ ДЕСУЛЬФУРАЦИИ ЧУГУНА ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ТИТАНОМАГНЕТИТОВ

В. В. ПАНТЕЛЕЕВ1, аспирант кафедры металлургии железа и сплавов, vpanteleev@urfu.ru ; К. Б. П ЫХТЕЕВА2 , канд. техн. наук, доцент кафедры металлургических технологий; М. В. П ОЛОВЕЦ1 , магистрант кафедры металлургии железа и сплавов; К. В. МИРОНОВ3, начальник доменного цеха; С. А. З АГАЙНОВ1 , д-р техн. наук, профессор кафедры металлургии железа и сплавов , zagainovski@mail.ru ( 1 Нижнетагильский технологический институт (филиал) Уральск ого федеральн ого университет а им. первого П резидента России Б.Н. Е льцина, Россия, г. Нижний Тагил; 2 Уральский федеральный университет им. первого П резидента России Б.Н. Е льцина, Россия, г. Екатеринбург; 3 АО ЕВРАЗ НТМК, Россия, г. Нижний Тагил)

Аннотация. Для выплавки высококачественной стали необходимо обеспечить низкое содержание серы в поступающем в сталеплавильный цех чугуне. Решить задачу получения низкосернистого чугуна можно во время доменной плавки или его внедоменной десульфурацией сразу после выпуска из доменной печи. Вусловиях АО ЕВРАЗ НТМК внедоменная десульфурация ванадиевого чугуна не применяется, так как она ведет к потере ванадия. Это объясняется тем, что оксид кальция образует с V2O5 прочный ванадат кальция (3СаО·V2O5), что усложняет процесс извлечения ванадия при дальнейшей переработке шлака. Поэтому внедоменная десульфурация реализуется после деванадации чугуна. Полупродукт после деванадации содержит ионы кислорода, что не позволяет организовать эффективную десульфурацию и актуализирует задачу выплавки чугуна с ограниченным содержанием серы. Приведены факторы, определяющие процесс десульфурациичугунав доменной печи, включая основность шлака, уровень содержания в нем MgO, температурупродуктов плавки и вязкость шлака.Показана зависимость коэффициента распределения серы от основности шлака. Целью исследования являлось сопоставление эффективности десульфурации чугуна как за счет повышения основности шлака, так и путем повышения в нем MgO. Приведены результаты анализа данных о составе продуктов плавки более 500 выпусков по каждой из двух обследуемых доменных печей АО ЕВРАЗ НТМК. Установлено, что снижение содержания серы в чугуне более эффективно достигается при повышении MgOв шлаке. Показано, что MgO обладает лучшими десульфурирующими свойствами и при повышении его содержания в доменном шлаке улучшается в целом технология ведения доменного процесса. Рекомендовано увеличить расход материалов, содержащих MgO, с сохранением основности на постоянном уровне. Такая технология позволит снизить содержание серы в чугуне, а также приведет к стабилизации процесса при прочих равных условиях.

Ключевые слова: АО ЕВРАЗ НТМК, ванадиевый чугун, содержание серы в чугуне, внедоменная десульфурация чугуна, коэффициент распределения серы, содержание MgOв шлаке.

Ссылка для цитирования: Пантелеев В.В., Пыхтеева К.Б., Половец М.В., Миронов К.В., Загайнов С.А. Анализ эффективности возможных способов десульфурации чугуна при переработке титаномагнетитов // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 6. С. 543-549.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-6-543-549

 

ANALYSIS OF HOT METAL DESULFURIZATION METHODS EFFICIENCY DURING TITANOMAGNETITE PROCESSING

V . V . PANTELEEV1 , postgraduate , Dpt “Metallurgy of Iron and Alloys”, vpanteleev@urfu.ru;K. B. PYKHTEEVA2, PhD (Tech), Prof. Ass., Dpt “Metallurgical technologies”; M. V. POLOVETS1, undergraduate, Dpt “Metallurgy of Iron and Alloys”, mvpolovets@urfu.ru; K. V. MIRONOV3, Head of BF shop; S. A. ZAGAINOV1, HD (Tech), Prof., Dpt “Metallurgy of Iron and Alloys”, zagainovski@mail.ru; ( 1 Nizhny Tagil Technological Institute (branch) of Ural Federal University after the first President of Russia B.N. Yel’tsin, Russia, Nizhny Tagil; 2 Ural Federal University after the first President of Russia B.N. Yel’tsin,  Russia, Nizhny Tagil; 3 JSC EVRAZ NTMK, Russia, Nizhny Tagil)

Abstract. To make high-quality steel, it is necessary to ensure low sulfur content in the hot metal entering a steelmaking shop. The task to obtain low sulfur metal can be solved either during blast furnace smelting or its ladle desulfurization immediately after tapping out of blast furnace. Under conditions of JSC EVRAZ NTMK, the ladle desulfurization of vanadium hot metal is not applied, since it leads to a loss of vanadium. Is explained by the fat, that calcium oxide forms with V2O5 a strong calcium vanadate (3СаО·V2O5), which makes the process of vanadium recovery during further slag processing more complicated. Therefore the ladle desulfurization is accomplished after devanadation of hot metal. After the devanadation the semi-product has ions of oxygen, which makes it impossible to arrange an effective desulfurization and males it necessary to smelt the hot metal with limited sulfur content. The factors, effecting the process of hot metal desulfurization in a blast furnace, including slag basicity, MgO content in it, temperature of smelting products and slag viscosity, are presented. Dependence of distribution coefficient of sulfur on slag basicity has been shown. Research goal is pig iron desulphurization efficiency estimation by means of MgO increasing in slag. Data analysis findings about smelting products composition over 500 tappings for each of two investigated JSC EVRAZ NTMK blast furnaces have been reported. The aim of the study was comparison of hot metal desulphurization efficiency due to both slag basicity increase and MgO increase in slag. Results of data analysis on smelting products composition of over 500 heats for each of two investigated JSC EVRAZ NTMK blast furnaces have been presented. It was established that a sulfur content decrease in hot metal is achieved more effectively by MgO increase in slag. It has been shown that MgO has better desulfurizing properties, and with an increase of its content in the blast furnace slag, the overall technology for running the blast furnace process improves. It was recommended to increase the consumption of materials containing MgO while maintaining basicity at a constant level. Such a technology will allow to decrease sulfur content in hot metal, as well as will result in the process stabilization providing other conditions being equal.

Keywords: JSC EVRAZ NTMK, vanadium hot metal, sulfur content in hot metal, ladle desulphuration of hot metal, sulfur distribution coefficient, MgO content in slag.

For citation: Panteleev V.V., Pykhteeva K.B., Polovets M.V., Mironov K.V., Zagainov S.A. Analysis of hot metal desulfurization methods efficiency during titanomagnetite processing. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 6, pp. 543-549. (InRuss.).

Doi : 10.32339/0135-5910-2020-6-543-549


УДК 669.18.046.518:621.746.5.047

РАЗВИТИЕ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ НА НИЖНЕТАГИЛЬСКОМ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ КОМБИНАТЕ

М. В. САВЕЛЬЕВ, заместитель начальника управления по техническому развитию комбината ТУ; А. В. ЧИГЛИНЦЕВ, заместитель начальника цеха по технико-технологическому развитию конвертерного цеха; Д. В. СУШНИКОВ, начальник отдела эксплуатации огнеупоров ТУ; П. В. ЭККЕРТ, начальник бюро непрерывной разливки стали; В. Ю. ЕЛИН, главный специалист по огнеупорам конвертерного цеха службы технико-технологического развития, Vyacheslav.Elin@evraz.com ( АО ЕВРАЗ НТМК, Россия, г. Нижний Тагил)

Аннотация. Непрерывная разливка стали является одной из основ современной черной металлургии. Большой вклад в ее совершенствование внесли специалисты Нижетагильского металлургического комбината (НТМК). Прообразом для многих агрегатов, которые были позднее построены на отечественных и зарубежных металлургических предприятиях, стала введенная в эксплуатацию в конце 60-х годов прошлого века в мартеновском цехе НТМК уникальная по тем временам одноручьевая слябовая МНЛЗ криволинейного типа с радиальным кристаллизатором и выпрямлением слитка по многоточечной кривой конструкции Уралмашзавода. В процессе освоения МНЛЗ, введенных в эксплуатацию при реализации программы модернизации комбината с переходом на конвертерное производство с непрерывной разливкой стали, в их конструкцию и технологию разливки были внесены многие важные усовершенствования. Для снижения воздействия на затвердевшую корочку слитка и уменьшения раздутия заготовки была изменена схема размещения поддерживающих роликов, что позволило увеличить длину поддерживающей зоны. Была внедрена принципиально новая схема охлаждения заготовок, обеспечивающая более мягкое и равномерное вторичное охлаждение за счет водовоздушного “тумана”. Для создания оптимальных условий формирования осевой зоны при отливке круглых заготовок диам. 430 мм применена технология использования защитных тепловых экранов, устанавливаемых в конце зоны затвердевания слитка. Большая работа проведена по определению оптимальных технологических параметров разливки ?температурно-скоростного режима, типов используемых шлакообразующих и теплоизолирующих смесей, способов защиты металла в процессе разливки. В результате проведенной работы на ЕВРАЗ НТМК создан комплекс непрерывной разливки, позволяющий гибко реагировать на изменяющуюся ситуацию на рынке и производить непрерывнолитые заготовки различных типоразмеров из широкого марочного состава сталей.

Ключевые слова: Нижетагильский металлургический комбинат, непрерывная разливка стали, оптимизация технологии непрерывной разливки стали, совершенствование конструкции МНЛЗ.

Ссылка для цитирования: Савельев М.В., Чиглинцев А.В., Сушников Д.В., Эккерт П.В., Елин В.Ю. Развитие непрерывной разливки на Нижнетагильском металлургическом комбинате // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 6. С. 550-555.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-6-550-555

 

DEVELOPMENT OF STEEL CONTINUOUS CASTING AT THE NIZHNY TAGIL STEEL-WORKS

М . V. SAVELIEV, Deputy Head of Dpt. of technical development of the plant, Technical Division; А . V. CHIGLINTSEV, Deputy shop superintendent on technical and technological development of BOF shop; D. V. SUSHNIKOV, Head of Dpt. of refractories application, Technical Division; P. V. EKKERT, Head of bureau of steel continuous casting; V. YU. ELIN, Chief specialist on refractory, BOF shop, Dpt. of technical and technological development, Vyacheslav.Elin@evraz.com (JSC EVRAZ NTMK, Russia, Nizhny Tagil)

Abstract. Steel continuous casting is one of fundamentals of modern steel industry. Specialists of Nizhny Tagil steel-works (NTMK) made an important contribution to the process perfection. The one-strand slab CCM of curvilinear type with radial mold and slab straightening by multipoint curve, designed and manufactured at Uralmashzavod, became a prototype for many machines, which were later manufactured at domestic and foreign steel-works in the end of 60th of the previous century. In the process of mastering of CCMs, which were put into operation within the programs of the plant modernization and transferring to BOF production with steel continuous casting, the CCMs were significantly modernized and technology of casting was perfected. To bring down the impact on the solidifying billet peel and decrease a billet swell, the scheme of the supporting rollers location was changed, which enabled to increase the length of the supported zone. A principally new scheme of billets cooling was implemented, which ensured a softer and uniform secondary cooling due to water-air “fog”. To create optimal conditions of axis zone forming during production of round billets of 430 mm diameter, a technology of protective heat screens application was used. The protective screens were installed in the end of ingot solidification zone. A large work was done on determination of optimal technological casting parameters – temperature and speed modes, types of slag forming mixtures, types of heat-insulating mixtures, methods of metal protection in the process of casting. As a result of the work done, at EVRAZ NTMK a complex of steel continuous casting was created, which enables to be flexible depending on the varying situation at the market and to produce continuously casted billets of various dimensions and wide range of steel grades.

Key words: Nizhny Tagil steel-works, steel continuous casting, optimization of steel continuous casting technology, CCM design perfection.

For citation: Sаveliev M.V., Chiglintsev A.V., Sushnikov D.V., Ekkert P.V., Elin V.Yu. Development of steel continuous casting at the Nizhny Tagil steel-works. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 6, pp. 550-555. (InRuss.).

Doi : 10.32339/0135-5910-2020-6-550-555


УДК 621.746.5.047

ПРИМЕНЕНИЕ “ПЛОСКИХ” ГЛУХОДОННЫХ ПОГРУЖНЫХ СТАКАНОВ С ЦЕЛЬЮ СНИЖЕНИЯ ОТСОРТИРОВКИ СЛЯБОВЫХ ЗАГОТОВОК ПО ПРИЧИНЕ ПРОДОЛЬНЫХ ТРЕЩИН

М. А. ВЛАСОВ, главный специалист ТУ ОЭО, Mikhail.Vlasov2@evraz.com ; В. А. ЕГОРОВ, заместитель начальника КЦ № 1; А. Г. ЛЫЖИН, начальник бюро ТУ ОЭО; Д. В. СУШНИКОВ, начальник отдела ТУ ОЭО ( АО ЕВРАЗ НТМК, Россия, г. Нижний Тагил)

Аннотация. В процессе непрерывной разливки стали было обнаружено, что из-за относительно малого рас­стояния между погружным стаканом и стенками кристаллизатора со стороны малого и большого радиусов заго­товки происходит образование “гарнисажных корочек”. В результате ухудшается процесс теплоотвода в кри­сталлизаторе, создаются условия для зарождения продольной трещины с последующим ее раскрытием в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ. Для уменьшения количества забракованных из-за возникновения продольных трещин на непрерывнолитых слябовых заготовках предложено использование “плоского” глуходонного по­гружного стакана. Показано, что в отличие от цилиндрической формы серийного глуходонного стакана-прото­типа предложенный имеет прямоугольное сечение со скругленными торцевыми гранями в районе заглубления стакана в металл кристаллизатора, что позволяет обеспечить лучшую жидкоподвижность шлакообразующей смеси между погружным стаканом и стенкой кристаллизатора и, как следствие, улучшить равномерность теп­лоотвода. Для подтверждения эффективности применения опытных погружных стаканов в 2019 г. были прове­дены их опытно-промышленные испытания при разливке на МНЛЗ № 4 непрерывнолитой слябовой заготовки толщиной 200 мм из углеродистых и перитектических сталей. В процессе испытания при разливке различных сталей использовались одинаковые шлакообразующие смеси. В результате проведенного исследования было подтверждено снижение брака непрерывнолитых слябовых заготовок по причине возникновения продольных трещин.

Ключевые слова: непрерывная разливка стали, продольные трещины, глуходонный погружной стакан, жидкоподвижность шлакообразующей смеси, процесс теплоотвода в кристаллизаторе.

Ссылка для цитирования: Власов М.А., Егоров В.А., Лыжин А.Г., Сушников Д.В. Применение “плоских” глуходонных погружных стаканов с целью снижения отсортировки слябовых заготовок по причине продоль­ных трещин // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 6. С. 556-558.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-6-556-558

 

APPLICATION OF “FLAT” CLOSED-BOTTOM SUBMERGED NUZZLES FOR DECREASING REJECTIONS OF SLABS BECAUSE OF LONGITUDINAL CRACKS

М . А . VLASOV, Chief specialist TU OEO, Mikhail.Vlasov2@evraz.com; V. A. EGOROV, Deputy Head of KTS No. 1; A. G. LYZHIN, Head of Bureau, TU OEO; D. V. SUSHNIKOV, Head of Dpt., TU OEO (JSC EVRAZ NTMK, Russia, Nizhny Tagil)

Abstract. In the process of steel continuous casting it was discovered, that due to relatively small distance between a submerged nuzzle and a mold walls, formation of “scull crust” takes place in the area of small and big radius of the billet. It resulted in deterioration of heat-away in mold, conditions are formed for origination of longitudinal cracks following its further opening in the CCM secondary cooling zone. To decrease the number of rejections continuously casted slab billets due to existence of longitudinal cracks, it was proposed to use “flat” closed-bottom submerged nuzzles. It was shown, that in contrast to cylindrical form of a series closed-bottom submerged nuzzle, the proposed one has rectangular section with chamfered butt facet in the are of nuzzle submerging into the mold melt, which enables to ensure better fluidity of slag-forming mixture between the nuzzle and the mold walls. This effect results in onsiderable improving evenness of heat-away. To confirm the effectiveness of the pilot submerged nuzzles application, in 2019 their pilot-industrial tests were accomplished in the campaign of casting of carbon and peritectic steels to produce 200 mm thick slabs at CCM No. 4. In the process of the tests when casting various steels, the same slag-forming mixtures were used. As a result of the tests the decrease of rejections of continuously casted slabs due to longitudinal cracks formation was confirmed.

Key words: steel continuous casting, longitudinal cracks, closed-bottom submerged nuzzle, fluidity of slag-forming mixture, heat-away process in mold.

For citation: Vlasov M.A., Egorov V.A., Lyzhin A.G., Sushnikov D.V. Application of “flat” closed-bottom submerged nuzzles for decreasing rejections of slabs because of longitudinal cracks. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 6, pp. 556-558. (InRuss.).

Doi : 10.32339/0135-5910-2020-6-556-558


УДК 669.18.046.518:621.746.5.047

ИЗМЕНЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОВША С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА СЛЯБОВ, РАЗЛИВАЕМЫХ НА МНЛЗ № 4 ЕВРАЗ НТМК

И. М. ЗАХАРОВ, начальник конвертерного цеха; В. А. СМИРНОВ, начальник отделения непрерывной разливки стали конвертерного цеха; Д. В. СУШНИКОВ, начальник отдела эксплуатации огнеупоров ТУ; А. Г. ЛЫЖИН, начальник бюро отдела эксплуатации огнеупоров ТУ; Е. А. ЛАВРОВА, начальник лаборатории металловедения; Е. В. ШЕХОВЦОВ, заместитель начальника управления – начальник отдела металлургии и непрерывной разливки стали; П. В. ЭККЕРТ, начальник бюро непрерывной разливки стали (АО ЕВРАЗ НТМК, Россия, г. Нижний Тагил)

Аннотация. Большое влияние на загрязненность стали оказывает технология ее непрерывной разливки, в частности организация потоков металла в промежуточном ковше и кристаллизаторе. По окончании разливки серии через промежуточный ковш и снижении в нем уровня металла возможен захват его потоками шлака с поверхностных слоев промежуточного ковша. Анализ результатов ультразвукового контроля готовых листов показал, что основное количество выявленного брака получено при прокате листов из последних слябов последней плавки в серии по промежуточному ковшу. Металлографическими исследованиями установлено, что дефекты располагаются в осевой зоне листа и заполнены макровключениями сложного состава. Для установления картины фактического распределения потоков металла осуществлено их водяное моделирование для существующей конструкции промежуточного ковша ЕВРАЗ НТМК. Установлено, что при снижении уровня металла в промежуточном ковше за счет турбулентных потоков происходит захват шлака из металлоприемника и перенос его в основную ванну промежуточного ковша. С увеличением весового расхода металла зона распространения шлаковых включений увеличивается. Кроме того, в металлоприемнике происходит оголение зеркала металла, что в свою очередь приводит к вторичному окислению. На основании результатов моделирования было предложено внести изменения в конструкцию турбостопа, устанавливаемого в металлоприемнике промежуточного ковша, и исключить установку перегородки в промежуточном ковше. Отмечено, что разработанные мероприятия позволяют обеспечить минимальный уровень отбраковки.

Ключевые слова: непрерывная разливка стали, промежуточный ковш, окончание разливки серии, захват шлака из металлоприемника, моделирование распределения потоков металла.

Ссылка для цитирования: Захаров И.М., Смирнов В.А., Сушников Д.В., Лыжин А.Г., Лаврова Е.А., Шеховцов Е.В., Эккерт П.В. Изменение конструкции промежуточного ковша с целью повышения качества слябов, разливаемых на МНЛЗ № 4 ЕВРАЗ НТМК // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 6. С. 559-563.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-6-559-563

 

MODIFICATION OF TUNDISH DESIGN TO IMPROVE QUALITY OF SLABS, CASTED AT CCM No. 4 OF EVRAZ NTMK

I. M. ZAKHAROV, BOF shop superintendent; V. A. SMIRNOV, Head of CC Dpt. of BOF shop; D. V. SUSHNIKOV, Head of Dpt.of refractories application, Technical Division; A. G. LYZHIN, Head of Head of bureau, Dpt.of refractories application, Technical Division; E. A. LAVROVA, Head of Lab. of metal science;  E. V. SHEKHOVTSOV, Deputy Head of Division – Head of Dpt. of metallurgy and steel continuous casting; P. V. EKKERT, Head of bureau of steel continuous casting (JSC EVRAZ NTMK, Russia, Nizhny Tagil)

Abstract. A technology of continuous casting of steel has a large effect on its contamination. In particular, proper organization of metal flows in tundish and mold is very important. After completion a series of casting through a tundish and drop of metal level in it, it possible, that the slag flows from the surface layers of the tundish to capture the metal. An analysis of results of ultrasonic control of finished strip showed, that the basic number of the revealed defects was obtained during strip rolling out of the last slabs of the last heat in a series for a tundish. Metallographic studies determined, that the defects were located in the slab axis zone and filled by macro-inclusions of complex composition. To determine the actual distribution of metal flows, a water simulation of them was accomplished for the existing design of the EVRAZ NTMK tundish. It was determined, that at the drop of metal level in a tundish, a capture of slag from the metal reservoir and its transfer into the main bath of the tundish takes place due to whirligig flows. Following the weight metal consumption, the zone of slag inclusions distribution enlarges. Besides, denudation of the metal mirror in the metal reservoir takes place, resulted in metal secondary oxidation. Based on the results of the simulation, it was proposed to modify the design of the “turbostop”, which is installed in the metal reservoir of the tundish. Besides, it was proposed to remove the dividers installation in the tundish. It was noted, that the proposed steps enable to ensure a minimal level of rejections.

Key words:steel continuous casting, tundish, completion of series of casting, slag capture out of metal reservoir, simulation of metal flows distribution.

For citation: Zakharov I.M., Smirnov V.A., Sushnikov D.V., Lyzhin A.G., Lavrova E.A., Shekhovtsov E.V., Ekkert P.V. Modification of tundish design to improve quality of slabs, casted at CCM No. 4 of EVRAZ NTMK. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 6, pp. 559-563. (InRuss.).

Doi : 10.32339/0135-5910-2020-6-559-563


УДК 669.18

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ КОЛЕСНОЙ СТАЛИ КАЛЬЦИЕМ И БАРИЕМ НА МОДИФИЦИРОВАНИЕ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВКЛЮЧЕНИЙ

А. В. ГАЙВОРОНСКИЙ, ведущий специалист отдела по металлургическим процессам и технологиям Инженерно-технологического центра, gajvoronskij_av@vsw.ru ; Н. В. ПАВЛОВА, ведущий инженер-технолог по металлографическим испытаниям лаборатории металловедения и термообработки металлов центральной заводской лаборатории (АО “Выксунский металлургический завод”, Россия, г. Выкса)

Аннотация. Увеличение осевой нагрузки грузовых вагонов, динамических нагрузок и теплового воздействия на колеса, изменение других факторов, обусловленных интенсификацией движения железнодорожного транспорта, привело к существенному снижению ресурса цельнокатаных колес по пробегу. Для его повышения актуальной задачей является обеспечение чистоты транспортного металла по недеформируемым оксидным неметаллическим включениям с высоким содержанием Al2O3, снижение общей загрязненности стали неметаллическими включениями за счет микролегирования и модифицирования.Целью исследования являлась разработка технологии внепечной обработки колесной стали, включая ее микролегирование и модифицирование барийсодержащими лигатурами с целью создания материала, способного обеспечить высокие эксплуатационные показатели, предъявляемые к железнодорожным колесам нового поколения, предназначенным для эксплуатации в условиях повышенных осевых нагрузок на современном высокоскоростном подвижном составе. Показано, что одним из перспективных направлений совершенствования механизма модифицирования неметаллических включений являтется замена повсеместно используемого силикокальция лигатурами на основе бария. Представлены результаты промышленных испытаний процесса микролегирования барием колесного металла при внепечной обработке стали. Показано, что использование для модифицирования колесного металла порошковой проволоки с силикобариевым наполнителем вместо порошковой проволоки с силикокальциевым наполнителем СК-30позволило практически полностью перевести неметаллические включения в глобулярную форму, повысить чистоту стали по всем видам включений как по среднему, так и по максимальному баллу, несколько измельчить величину зерна металла на 1-2 балла. В опытном металле на глубине 40 мм от поверхности катания колеса, зерно несколько мельче и более равномерное (номер 7), чем по текущей технологии (номер 5−6). Загрязненность неметаллическими включениями опытного металла удовлетворяет требованиям ГОСТ 10791−2011 для категории А и стандарту EN 13262: 2004+А2:2011 для категории 1.

Ключевые слова: транспортный металл, ресурс цельнокатаных колес по пробегу, загрязненность стали неметаллическими включениями,внепечная обработка колесной стали, микролегирование и модифицирование барийсодержащими лигатурами, барий, кальций, микролегирование, модифицирование неметаллических включений, загрязненность металла.

Ссылка для цитирования: Гайворонский А.В., Павлова Н.В. Исследование влияния микролегирования колесной стали кальцием и барием на модифицирование неметаллических включений// Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 6. С. 564-572.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-6-564-572

 

STUDY OF EFFECT OF WHEEL STEEL MICROALLOYING BY CALCIUM AND BARIUM ON NON-METALLIC INCLUSIONS MODIFICATION

A. V. GAIVORONOSKII, Leading specialist, Dpt. of Metallurgical Processes and Technologies, Engineer-technological center, gajvoronskij_av@vsw.ru; N. V. PAVLOVA, Leading engineer-technologist on metal science tests, Lab. of metal science and thermal treatment, Central plant laboratory (JSC “Vyksa Metallurgical Plant”, Russia, Vyksa)

Abstract. The increase in freight cars axis loads, dynamic loads and heat impact on the wheels, change of other factors, stipulated by railway transport traffic intensification lead to considerable decrease of service life of solid-rolled wheels. To increase the service life of them, provision of the transport metal purity in non-deformed oxide nonmetallic inclusions with high content of Al2O3, decrease of general steel pollution by nonmetallic inclusions by micro-alloying and modification is an actual task. The purpose of the study was elaboration of wheel steel ladle treatment technology, including the steel micro-alloying and modification by barium-containing alloys to create material, which could meet high operation requirements, made to the railway wheels of new generation, intended to operate under increased axis loads conditions at the modern high-speed rolling-stock. It was shown, that replacement of everywhere applied silicocalcium by barium-based alloys is one of perspective ways of modification mechanism perfection. Results of industrial tests of micro-alloying of wheel steel by barium during ladle treatment presented. It was shown, that application for modificationof cored wire with silicobarium filler instead of cored wire with silicocalsium filler СК-30, enabled to transform the nonmetallic inclusions into globular form practically completely, to raise the steel purity for all kinds of inclusions in both middle and maximum points range and to refine to some extent the grain size by 1-2 points. In the pilot metal at the depth of 40 mm from the surface, the gain was somewhat finer and more uniform (number 7), comparing with the existing technology (number 5-6). The pollution of the pilot metal by nonmetallic inclusions meets requirements of GOST 10791?2011 for category A and those of the standard EN 13262: 2004+А2:2011 for category 1.

Key words: transport metal, resource of solid-rolled wheels by run, steel pollution by non-metallic inclusions, wheel steel ladle treatment, micro-alloying and modification by barium-containing alloys, barium, calcium, micro-alloying, modification of nonmetallic inclusions, metal pollution.

For citation: Gaivoronskii A.V., Pavlova N.V. Study of effect of wheel steel microalloying by calcium and barium on nonmetallic inclusions modification. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 6, pp. 564-572. (InRuss.).

Doi : 10.32339/0135-5910-2020-6-564-572


УДК 621.746

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ КРУГЛОЙ ЗАГОТОВКИ

А. Б. БИРЮКОВ1, д-р техн. наук, профессор, birukov.ttf@gmail.com ; А. А. ИВАНОВА2, д-р техн. наук, ivanova.iamm@mail.ru ( 1 ГОУ ВПО “Донецкий национальный технический университет”, Украина, г. Донецк; 2 ГУ “Институт прикладной математики и механики”, Украина, г. Донецк)

Аннотация. Непрерывная разливка круглой заготовки, широко используемой для производства бесшовных труб, железнодорожных колес и бандажей, качественного сортового проката и т. д., получила широкое распространение в мировой черной металлургии. Осуществляется постоянный поиск улучшений конструкций МНЛЗ, совершенствуются отдельные узлы существующих установок. Анализ накопленногов мировой практике опыта решения проблем, связанных с производством круглых непрерывнолитых заготовок, помогает выбрать для каждого случая нужные технические приемы, определить рациональные параметры технологии. Рассмотрена история развития технологии разливки круглых непрерывнолитых заготовок. Представлены данные о ее современных производителях. Показаны особенности технологии разливки стали и причины дефектов непрерывнолитой круглой заготовки. Приведена классификация основных видов трещин непрерывнолитой круглой заготовки. Основные проблемы при производстве круглых непрерывнолитых заготовок связаны с образованием овальности в основном из-за неравномерности теплоотвода в кристаллизаторе. Повышенная овальность может приводить к образованию внутренних и наружных продольных трещин. Обобщены методы борьбы с образованием дефектов и совершенствования технологии разливки круглой непрерывнолитой заготовки. Рассмотрено использование методов математического моделирования для поиска параметров технологии, позволяющих получать бездефектные заготовки. Показано, что основные меры по снижению количества дефектов заготовок связаны с установлением рациональных параметров температурно-скоростного режима, переходом на соответствующий усадке заготовок внутренний профиль кристаллизатора, устранением неравномерного воздействия струи подводимого металла на затвердевшую корочку в районе малого и большого радиусов. Перспективным направлением совершенствования технологии производства круглых непрерывнолитых заготовок является использование методов мягкого обжатия и электромагнитного перемешивания металла.

Ключевые слова: непрерывнолитая круглая заготовка, дефекты непрерывнолитой заготовки, причины образования продольных трещин, образование овальности, мягкое обжатие, электромагнитное перемешивание металла.

Ссылка для цитирования: Бирюков А.Б., Иванова А.А. Современное состояние и направления развития технологии непрерывной разливки круглой заготовки // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 6. С. 573-585.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-6-573-585

 

MODERN STATUS AND WAYS OF DEVELOPMENT OF ROUND BILLET PRODUCTION TECHNOLOGY BY STEEL CONTINUOUS CASTING

A. B. BIRYUKOV1,HD (Tech.), Prof., birukov.ttf@gmail.com ; А . А . IVANOVA2, HD (Tech.), ivanova.iamm@mail.ru ( 1 GOU VPO “Donetsk National technical University”, Ukraine, Donetsk rgn., Pokrovsk; 2 GU “Institute of applied mathematics and mechanics”, Ukraine, Donetsk)

Abstract. Production of round billets by steel continuous casting, widely used for manufacturing seamless pipes, railway wheels and tyres, quality long rolled products etc., is widely spread in the world steel industry. Constant search for improved design of CCM takes place, separate parts of existing machines are being perfected. An analysis of collected in the world practice experience of solving problems, related to production of round continuously casted billets, enables to choose proper technical solutions for each particular situation, to determine rational parameters of technology. History of development of round continuously casted billets production technology considered. Data on their modern producers presented. Peculiarities of steel continuous casting technology, as well as reasons of defects of round continuously casted billets have been discussed. Classification of basic kinds of cracks of round continuously casted billet presented. Basic problems during production of round continuously casted billets relate to ovality formation, mainly because of unevenness of heat-away in the mold. The increased ovality can lead to formation of internal and external cracks. Ways of solving problems of defects formation and ways of round continuously casted billet technology perfection summarized. Application of methods of mathematical simulation for a technology, which enables to produce defectless billets considered. It was shown, that basic measures to decrease number of billet defects, relate to setting rational parameters of temperature-speed mode, transfer to internal mold profile, corresponding to the billet shrinkage. Another measure is elimination of uneven impact of the liquid metal stream on the solidifying shell in the area of small and big radius. A perspective direction of round continuously casted billets production technology perfection is application of soft reduction methods and electromagnetic stirring of the liquid metal.

Key words: continuously casted round billet, defects of continuously casted round billet, reasons of longitudinal cracks formation, ovality formation, soft reduction, electromagnetic stirring of the liquid metal.

For citation: Biryukov A.B., Ivanova A.A. Modern status and ways of development of round billet production technology by steel continuous casting. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 6, pp. 573-585. (InRuss.).

Doi : 10.32339/0135-5910-2020-6-573-585


УДК 620.179.1

СОСТОЯНИЕ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ МЕТАЛЛОПРОДУКЦИИ ТРАНСПОРТНОГО НАЗНАЧЕНИЯ В АО ЕВРАЗ НТМК

С. П. БЕРСЕНЕВ, управление технического контроля, руководитель службы дефектоскопии главный специалист по неразрушающему контролю; Е. М. СЛОБЦОВА, управление технического контроля, начальник лаборатории неразрушающего контроля, Elena.Slobtsova@evraz.com ( АО ЕВРАЗ НТМК, Россия, г. Нижний Тагил)

Аннотация. Рассмотрены достижения в области автоматизированного ультразвукового контроля качества рельсов, цельнокатаных колес и бандажей, магнитопорошковой дефектоскопии колес, производимых АО ЕВРАЗ НТМК. 100 %-ный неразрушающий контроль колес реализуется с помощью последовательного автоматизированного контроля на двух ультразвуковых установках RWI-01 и четырех установках магнитопорошкового контроля УМКК-1, встроенных в линии выходного контроля колесобандажного цеха. Приведены схема расположения, перемещения преобразователей и прозвучивания колес в процессе контроля на установке RWI-01 и структурная схема установки УМКК-1. Автоматизированный ультразвуковой контроль черновых бандажей осуществляется в линии контроля бандажей колесобандажного цеха на установке УКБ-1Д. В установке реализован контроль внутренних дефектов бандажей в радиальном, осевом и окружном направлениях прозвучивания. Показаны возможности программного обеспечения установки УКБ-1Д. Неразрушающий контроль железнодорожных рельсов проводится на двух установках, входящих в состав автоматизированной линии контроля рельсобалочного цеха. Установка автоматизированного ультразвукового контроля рельсов УКР-64Э предназначена для выявления несплошностей в области головки, шейки и средней части подошвы импульсным эхо-методом с иммерсионным акустическим контактом.Представлена схема прозвучивания рельса Р65 на установке УКР-64Э. Для выявления дефектов макроструктуры в области головки и шейки рельсов зеркально-теневым методом применяется ультразвуковая бесконтактная электромагнитоакустическая установка. Отмечено, что введение в технологию производства прокатной продукции неразрушающего контроля в объеме 100 % производства позволило повысить качество поставляемой потребителям продукции, поднять ее конкурентоспособность.

Ключевые слова: автоматизированный ультразвуковой, магнитопорошковый контроль, железнодорожные рельсы, цельнокатаные колеса, бандажи, контроль внутренних дефектов бандажей, ультразвуковой эхо-импульсный контроль,бесконтактная электромагнитоакустическая установка.

Ссылка для цитирования: Берсенев С.П., Слобцова Е.М. Состояние неразрушающего контроля металлопродукции транспортного назначенияв АО ЕВРАЗ НТМК // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 6. С. 586-590.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-6-586-590

 

STATUS OF NONDESTRUCTIVE CONTROL OF TRANSPORT FUNCTION METAL PRODUCTS AT JSC EVRAZ NTMK

S. P. BERSENEV, Dpt. of technical control, Head of crack detection service – Chief specialist on nondestructive control; E. M. SLOBTSOVA, Dpt. of technical control, Head of Lab. of nondestructive, Elena.Slobtsova@evraz.com (JSC EVRAZ NTMK, Russia, Nizhny Tagil)

Abstract. Achievements in the area of automated ultrasonic control of quality of rails, solid-rolled wheels and tyres, wheels magnetic powder crack detection, carried out at JSC EVRAZ NTMK. The 100% nondestructive control is accomplished by automated control in series at two ultrasonic facilities RWI-01 and four facilities УМКК-1 of magnetic powder control, installed into the exit control line in the wheel-tyre shop. Diagram of location, converters displacement and control operations in the process of control at the facility RWI-01 presented, as well as the structural diagram of the facility УМКК-1. The automated ultrasonic control of rough tyres is made in the tyres control line of the wheel-tyre shop at the facility УКБ-1Д. The facility enables to control internal defects of tyres in radial, axis and circular directions of radiation. Possibilities of the facility УКБ-1Дsoftware were shown. Nondestructive control of railway rails is made at two facilities, comprising the automated control line of the rail and structural shop. The УКР-64Эfacility of automated ultrasonic rails control is intended to reveal defects in the area of head, web and middle part of rail foot by pulse echo-method with a immersion acoustic contact. The diagram of rail P65 at the facility УКР-64Эcontrol presented. To reveal defects of the macrostructure in the area of rail head and web by mirror-shadow method, an ultrasonic noncontact electromagnetic-acoustic facility is used. It was noted, that implementation of the 100% nondestructive control into the technology of rolled stuff production enabled to increase the quality of products supplied to customers and to increase their competiveness.

Key words: automated ultrasonic, magnetic powder control, railway rails, solid-rolled wheels, tyres, tyres internal defects control, ultrasonic echo-pulse control, noncontact electromagnetic-acoustic facility.

For citation: Bersenev S.P., Slobtsova E.M. Status of nondestructive control of transport function metal products at JSC EVRAZ NTMK. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 6, pp. 586-590. (InRuss.).

Doi : 10.32339/0135-5910-2020-6-586-590


УДК 621.771.09

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМА ЛИСТОВОЙ ПРОКАТКИ НА КАЧЕСТВО ПОЛОСЫ

А. КАВАЛЕК1, д-р техн. наук, профессор, kawalek.anna@wip.pcz.pl ; Х. ДЫЯ2, д-р техн. наук, профессор; К. ОЖМЕГОВ1, канд. техн. Наук ( 1 Институт обработки металлов давлением и инженерной безопасности, Ченстоховский политехнический университет, Польша, г. Ченстохова; 2 Институт обработки металлов давлением, Польша, г. Познань)

Аннотация. При прокатке толстых листов и плит в большинстве случаев происходит нарушение условий симметричности деформации полосы относительно верхнего и нижнего валков. Процесс прокатки становится асимметричным. Данное явление вызывает неблагоприятный изгиб полосы в направлении нижнего или верхнего валка. Последующие отделочные операции не обеспечивают исключение деформированной (волнистой) формы, поскольку полоса имеет высокую жесткость. При таком производстве возникают большие технологические отходы, связанные с волнистостью переднего конца проката. Кроме того, повышенному износу подвержены рабочие валки прокатного стана и вспомогательного оборудования.Одним из способов предотвращения этого явления может быть введение в процесс прокатки контролируемой асимметрии за счет дифференциации скорости вращения рабочих валков. Применение асимметрии позволяет изменить напряженно-деформированное состояние в очаге деформации. Данный способ не увеличивает нагрузку на прокатную клеть и привод прокатного стана. Представлены результаты исследования влияния параметров (угол подачи заготовки, степень деформации, величина коэффициента асимметрии скорости вращения валков) листовой прокатки на кривизну полосы. Работа проводилась применительно к условиям горячей прокатки стали S355J2+N. Для численного моделирования процесса прокатки были уточнены коэффициенты функции Хензеля−Шпиттеля. Авторами проведено исследование прокатки толстых листов с применением двух типов асимметрии:геометрической (в результате подачи заготовки под углом) и кинетической (посредством изменения скорости вращения отдельных валков). Анализ результатов осуществлялся с использованием численного моделирования на базе современного программного пакета Forge.По результатам работы представлен анализ влияния параметров горячей прокатки толстых листов на течение металла в очаге деформации. Определены условия для снижения кривизны конца полосы. Показана целесообразность внедрения контролируемого асимметричного процесса прокатки за счет применения различных скоростей вращения отдельных рабочих валков.

Ключевые слова: прокатка толстых листов и плит, кривизна полосы,асимметрическая листовая прокатка, течение металла в очаге деформации, коэффициент асимметрии.

Ссылка для цитирования: Кавалек А., Дыя Х., Ожмегов К. Исследование влияния режима листовой прокатки на качество полосы// Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 6. С. 591-601.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-6-591-601

 

INVESTIGATION OF INFLUENCE OF PLATE ROLLING PARAMETERS ON THE PRODUCT QUALITY

A. KAWALEK1, HD (Tech.), Prof., kawalek.anna@wip.pcz.pl; H. DYJA2, HD (Tech.), Prof.; K. OZHMEGOV1, PhD (Tech.) ( 1 Institute of Metal Forming and Safety Engineering, Czestochowa University of Technology, Poland, Czestochowa; 2 Metal Forming Institute, Poland, Poznan)

Abstract. During plate rolling in most cases a breakdown of symmetry conditions of the strip deformation relative to the upper and lower rolls takes place. The rolling process becomes an asymmetric one. This phenomenon causes an adverse bending of the strip towards the lower or upper roll. Subsequent finishing operations do not ensure the exclusion of the deformed (wavy) shape, since the strip has a high rigidity. With this production, large technological waste, associated with the undulation of the front end of the strip arises. In addition, the work rolls of the rolling mill and auxiliary equipment are subject to increased wear. The introduction of controlled asymmetry into the rolling process by differentiating speed of rotation of the work rolls can be one of the ways to prevent this phenomenon. Using of asymmetry allows to change the stress and strain state in the deformation zone. This method does not increase the load on the rolling stand and the gear of the rolling mill. The paper presents results of investigation of plate rolling parameters (billet feeding angle, degree of deformation, value of the asymmetry coefficient of rolls rotation speed) on the strip curvature. The work was carried out according to conditions of hot rolling of steel grade S355J2+N. For numerical simulation of the rolling process the coefficients of the Hensel–Spittel function were refined. The authors conducted a study of rolling of plates using two types of asymmetry, a geometric (as a result of feeding the workpiece at an angle) and a kinetic (by changing the speed of rotation of individual rolls). The analysis of the results was carried out using numerical simulation based on the modern Forge software package. According to the results of the work, an analysis of the influence of the parameters of plates hot rolling on the metal flow in the deformation zone is presented. The conditions for reducing the curvature of the end of the strip are determined. The expediency of introducing a controlled asymmetric rolling process by application of different speeds of rotation of the work rolls is shown.

Key words: rolling of plates, strip curvature, asymmetric strip rolling, metal flow in the deformation area, asymmetry coefficient.

For citation: Kawalek A., Dyja H., Ozhmegov K. Investigation of influence of plate rolling parameters on the product quality. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 6, pp. 591-601. (InRuss.).

Doi : 10.32339/0135-5910-2020-6-591-601


УДК 621.775.2

НОВЫЙ ШАРОПРОКАТНЫЙ СТАН ЕВРАЗ НТМК — НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

К. А. УЛЕГИН1, начальник рельсобалочного цеха; К. Н. ШВЕДОВ1, начальник технического управления; А. Н. БОРОДИН1, главный специалист по прокатным валкам; В. Ю. РУБЦОВ1, 2, калибровщик рельсобалочного цеха, аспирант, Vitalij.Rubtsov@evraz.com ( 1 АО ЕВРАЗ НТМК, Россия, г. Нижний Тагил; 2 Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, Россия, г. Екатеринбург)

Аннотация. В связи с ростом объемов добычи руд черных и цветных металлов увеличивается потребность в мелющих шарах, применяющихся при измельчении руд в процессе обогащения. Представлено описание технических решений, реализованных при осуществлении в АО ЕВРАЗ НТМК инвестиционного проекта по техническому перевооружению рельсобалочного цеха с организацией участка по производству стальных мелющих шаров. Новый шаропрокатный стан, запущенный в эксплуатацию в 2018 г., обладает возможностью производства шаров диаметром от 60 до 120 мм с твердостью до 5-й группы, оснащен автоматизированной системой производства и складирования шаров. В состав оборудования участка входит: нагревательная печь с шагающими балками и автоматическими режимами нагрева для обеспечения энергоэффективной работы; автоматизированный стан горячей прокатки мелющих шаров диаметрами от 60 до 120 мм; линия термической обработки шаров, включающая установку выравнивания температур, закалочную машину и отпускную печь. Система автоматизации участка позволяет в онлайн-режиме отслеживать все технологические параметры для получения качественной продукции, параметры сред для увеличения энергоэффективности участка и системы контроля для создания безопасного рабочего пространства на участке. В течение года с момента запуска шаропрокатного стана был освоен весь номенклатурный ряд шаров и получена заявленная производительность на каждом профиле. Максимальная производительность стана составляет 22 т/ч. Стан прокатки мелющих шаров 60−120 АО ЕВРАЗ НТМК отвечает всем требованиям современного рынка.

Ключевые слова: шаропрокатный стан, мелющие шары, объемная твердость, закалочный барабан, печь отпуска, термическая обработка, автоматизация.

Ссылка для цитирования: Улегин К.А., Шведов К.Н., Бородин А.Н., Рубцов В.Ю. Новый шаропрокатный стан ЕВРАЗ НТМК — новые возможности для потребителей// Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 6. С. 602-608.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-6-602-608

 

THE NEW BALL-ROLLING MILL OF EVRAZ NTMK ? NEW POSSIBILITIES FOR CUSTOMERS

К . А . ULEGIN1, Head of rail and beam shop; K. N. SHVEDOV1, Head of technical Dpt.; А . N. BORODIN1, Chief specialist of rolling rollers; V. YU. RUBTSOV1, 2, calibrator, rail and beam shop, post graduate, Vitalij.Rubtsov@evraz.com ( 1 JSC EVRAZ NTMK, Russia, Nizhny Tagil; 2 Ural Federal University after the First President of Russia B.N. El’tsin, Russia, Ekaterinburg)

Abstract. In view of increase of ferrous and nonferrous ores mining, the need for grinding balls, used for the ores grinding in the process of concentration, is also increasing. Description of technical solutions, realized at accomplishment of an investment project at JSC EVRAZ NTMK, presented. The investment project on the technical modification of the rail and beam shop included construction of the new ball-rolling mil further to production of steel grinding balls. The new ball-rolling mill, which was put into operation in 2018, has a possibility to produce ball of diameter from 60 up to 120 mm with hardness up to 5th group. The mill is equipped by an automation system of the process and balls stocking control. The ball production section comprises a walking beams heating furnace with automated heating modes to ensure energy-efficient operation; automated hot rolling mill for production grinding balls of 60?120 mm diameter; balls thermal treatment line, including temperature leveling facility, quenching machine and tempering furnace. The system of the process automation enables to trace on-line all the technological parameters for production quality products, parameters of the environment to increase the energy efficiency of the section, and control system to create safety working area at the section. Within a year after the ball-rolling mill commissioning, the whole nomenclature series of balls was mastered and the passport productivity at each profile was reached. The maximum mill productivity obtained was 22 t/h. The JSC EVRAZ NTMK mill of grinding balls of 60?120 mm diameter production meets all the modern market requirements.

Key words: ball-rolling mill, grinding balls, volume hardness, quenching drum, tempering furnace, thermal treatment, automation.

For citation: Ulegin K.A., Shvedov K.N., Borodin A.N., Rubtsov V.Yu. The new ball-rolling mill of EVRAZ NTMK – new possibilities for customers. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 6, pp. 602-608. (InRuss.).

Doi : 10.32339/0135-5910-2020-6-602-608


УДК 621.74-034:669.018.28

ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

А. З. ИСАГУЛОВ, д-р техн. наук, профессор, первый проректор; СВ. С. КВОН, канд. техн. наук, профессор кафедры “Нанотехнологии и металлургия”; В. Ю. КУЛИКОВ, канд. техн. наук, профессор кафедры “Нанотехнологии и металлургия”, mlpikm@mail.ru (Карагандинский государственный технический университет, Республика Казахстан, г. Караганда)

Аннотация. Повышение износостойкости элементов горно-обогатительного оборудования, подверженных истиранию и ударным нагрузкам, является актуальной проблемой, поскольку во многом определяет эффективность горнорудного производства. Приведены результаты производственных испытаний двух видов деталей горно-обогатительного оборудования, выплавленных из опытных износостойких сплавов. Были выплавлены щековые плиты для щековых дробилок из стали на базе 30Х3МФ, дополнительно легированной ниобием (до 0,15 %) как сильным карбидообразователем. В качестве образца сравнения использовалась сталь 30Х3МФ без дополнительного легирования. Второй вид — звездочки, используемые в качестве мелющих тел в дробилках для среднего дробления руды. Звездочки выплавляли из хромистого чугуна с повышенным содержанием никеля (до 3,5 %) для повышения ударной вязкости, ванадием и титаном (совместно до 1,5 %) для образования карбидов типа МеС при пониженном содержании хрома (до 16 %). В качестве образца сравнения использовались звездочки, выплавленные из чугуна ИХЧ28, который применяется для этих целей в настоящее время. Испытания проводили на действующем оборудовании при среднем дроблении и помоле руды месторождения “Богач”. Циклы испытаний соответствовали принятым на предприятии циклам дробления — 18 ч. Испытания были продублированы 2 раза. По окончании испытаний оценен процент износа опытных образцов. Износ определяли по относительному изменению массы. Полученные результаты показали, что опытные образцы имеют более высокое сопротивление износу (примерно на 30 %).

Ключевые слова: износостойкость элементов горно-обогатительного оборудования, щековые плиты, мелющие тела, легирование ниобием, хромистый чугун с повышенным содержанием никеля.

Ссылка для цитирования: Исагулов А.З., Квон Св.С., Куликов В.Ю. Повышение износостойкости элементов горно-обогатительного оборудования // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 6. С. 609-613.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-6-609-613

 

IMPROVING WEAR RESISTANCE OF ELEMENTS OF MINING AND PROCESSING EQUIPMENT

A. Z. ISAGULOV, HD (Tech.), Prof., First Pro-rector; SV. S. KVON, PhD (Tech.), Prof., Dpt. “Nanotechnologies and Metallurgy”; V. YU. KULIKOV, PhD (Tech.), Prof., Dpt. “Nanotechnologies and Metallurgy, mlpikm@mail.ru (Karaganda State Technical University, Republic of Kazakhstan, Karaganda)

Abstract. Improving wear resistance of elements of mining and processing equipment, subjected to abrasion and shock loads, is an actual task, since it determines effectiveness of mining operations to a great extent. Results of industrial tests of two kinds of mining and processing equipment details, manufactured of pilot wear-resistant alloys, presented. Two sidepieces plates for jaw crushers were manufactured of steel based on 30Х3МФgrade and additionally alloyed by niobium (up to 0.15%) as a strong carbide-forming element. As a comparing sample, steel 30Х3МФwithout additional alloying was used. The second kind of details to test – sprockets, used as grinding bodies in the crushers for medium ore crushing. The sprockets were casted of chromic iron with increased nickel content (up to 3.5%) to increase the shock ductility, vanadium and titanium content (together up to 1.5%) – to form carbides of MeC type at decreased chrome content (down to 16%). As the comparing sample sprockets ware used, casted of ИХЧ28 grade iron, which is used for these purposes at present. The tests were accomplished at the operating equipment during medium crushing and grinding of “Bogach” deposit ore. The test cycles corresponded to the accepted at the plants crushing cycles – 18 h. The tests were duplicated 2 times. After tests completion the percent of wear of pilot samples was evaluated. The wear was evaluated by relative mass change. The results obtained showed, that the pilot samples have higher wear resistance approximately by 30%.

Key words: wear resistance of mining and processing equipment elements, sidepiece plates, grinding bodies, alloying by niobium, chromic iron with increased nickel content.

For citation: Isagulov A.Z., Kvon Sv.S., Kulikov V.Yu. Improving wear resistance of elements of mining and processing equipment. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 6, pp. 609-613. (InRuss.).

Doi : 10.32339/0135-5910-2020-6-609-613


УДК 669.046.586.4

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВАНАДИЕВОГО ШЛАКА

Б. Л. ДЕМИН1, канд. техн. наук, исполнительный директор НИЦ “Переработка и использование техногенных отходов”, b.demin@uim-stavan.ru ; Л. А. СМИРНОВ1,2, д-р техн. наук, академик РАН, научный руководитель института, главный научный сотрудник; В. А. РОВНУШКИН1, канд. техн. наук, научный консультант; А. Л. СМИРНОВ1, младший нучный сотрудник ( 1 ОАО “Уральский институт металлов”, Россия, г. Екатеринбург; 2 Институт металлургии Уральского отделения РАН, Россия, г. Екатеринбург)

Аннотация. Технология получения ванадиевого шлака (ВШ) и извлечения из него ванадия является затратной и трудоемкой, что определяет актуальность исследований физико-механических и технологических свойств ВШ, влияющих на эффективность его переработки и использования. Отмечено, что применяемая в процессе деванадации в качестве разбавителя окислительно-кремнистая добавка (ОКД) позволяет обеспечить содержание в ВШ основных компонентов с учетом требований ТУ 14-11-187 86. Однако она меняет химический и минеральный составы, физико-механические свойства и распределение металлических включений по фракциям шлака, поэтому все исследуемые показатели рассматривались по вариантам с добавкой и без добавки ОКД. Приведен усредненный химический состав ВШ, состав его минеральных фаз и содержание металлических включений. Показано, что существующие методы оценки содержания металлических включений в ВШ не всегда обеспечивают воспроизводимость результатов. Предложена методика оценки зашлакованности металлических включений методом гидростатического взвешивания и показано влияние ОКД на физико-механические свойства ванадиевого шлака. Установлена зависимость содержания металла в шлаке от его кажущейся плотности, она повысит точность расчетов вместимости транспортных средств, бункеров, складов и т. д. Исследование прочностных характеристик ВШ, знание которых важно для правильного выбора дробильно-размольного оборудования, проводили с использованием проб, полученных с добавками ОКД и без добавки ОКД. Полученные результаты показали, что прочность ВШ без использования ОКД существенно выше, а показатели дробимости ниже, чем ВШ с использованием ОКД. ВШ с добавкой ОКД легче поддается механической переработке — дроблению, измельчению, в нем лучше раскрываются металлические включения, при извлечении из шлака они менее зашлакованы.

Ключевые слова: ванадиевый шлак, окислительно-кремнистая добавка, металлические включения, зашлакованность металлических включений, методика оценки зашлакованности, кажущаяся плотность, прочность, дробимость.

Ссылка для цитирования: Демин Б.Л., Смирнов Л.А., Ровнушкин В.А., Смирнов А.Л. Исследование физико-механических свойств ванадиевого шлака // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 6. С. 614-619.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-6-614-619

 

STUDY OF PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF VANADIUM SLAG

B. L. DEMIN1, PhD (Tech.), Executive Director, NITS “Processing and usage of man-caused wastes”, b.demin@uim-stavan.ru; L. A. SMIRNOV1, 2, HD (Tech.), Academician of RAN, Scientific Director of Institute, Chief Res. Ass.; V. A. ROVNUSHKIN1, PhD (Tech.), Scientific Consultant; A. L. SMIRNOV1, Jun. Res. Ass. ( 1 Ural Institute of Metals, Russia, Ekaterinburg; 2 Institute of Metallurgy, Ural branch of RAN, Russia, Ekaterinburg)

Abstract. Technology of vanadium slag (VS) production and extraction vanadium out of it is money- and labor-consuming process, that stipulates the actuality of study of physical, mechanical and technological properties of VS and influences the effectiveness of its processing and utilization. It was noted, that the oxidizing-siliceous addition (OSA), used as a dilutant in the process of vanadium extraction, enables to ensure basic components content in the VS accounting the Technical Specifications ТУ14-11-187 86. However, it changes the chemical and mineral compositions and distribution of metal inclusions by slag fractions, therefore all the studied parameters were considered by variants with the OSA and without it. The averaged chemical composition of VS, its mineral phases content and metal inclusions content presented. It was shown, that existing methods of evaluation of metal inclusions content in the VS do not ensure repeatability of the results. A methodology was proposed to evaluate slagging of metal inclusions by the hydrostatic weighing method. Besides, Influence of OSA on physical and mechanical properties of vanadium slag. A dependence of metal content in slag on its apparent density determined, which will increase accuracy of calculations of capacity of transport facilities, bunkers, warehouses etc. The study of the VS strength characteristics, knowledge of which is important for correct choice of crushing and grinding equipment, was accomplished with samples obtained with additions OSA and without OSA. The results obtained showed, that the strength of the VS without OSA is significantly higher, and the indices of crushability is lower, comparing with VS with OSA utilization. The VS with OSA additions is mechanical processed easier – at crushing, grinding. Besides, in this case the metal inclusions are opened better and during extraction out of a slag they are less slaggy.

Key words: vanadium slag, oxidizing-siliceous addition, metal inclusions, metal inclusions slagging, methodology of slagging evaluation, apparent density, strength, crushability.

For citation: Demin B.L., Smirnov L.A., Rovnushkin V.A., Smirnov A.L. Study of physical and mechanical properties of vanadium slag. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 6, pp. 614-619. (InRuss.).

Doi : 10.32339/0135-5910-2020-6-614-619


УДК 669.162.266.44

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕЛКИХ ФРАКЦИЙ ОТВАЛЬНОГО ШЛАКА

Ю. В. СОРОКИН1, канд. техн. наук, научный консультант; Б. Л. ДЕМИН1, канд. техн. наук, исполнительный директор НИЦ “Переработка и использование техногенных отходов”, b.demin@uim-stavan.ru ; Л. А. СМИРНОВ1, 2, д-р техн. наук, академик РАН, научный руководитель института, главный научный сотрудник; Е. Г. КАЛИМУЛИНА3, главный специалист бюро железорудных и сыпучих материалов технического управления ( 1 ОАО “Уральский институт металлов”, Россия, г. Екатеринбург; 2 Институт металлургии Уральского отделения РАН, Россия, г. Екатеринбург; 3 АО ЕВРАЗ НТМК, Россия, г. Нижний Тагил)

Аннотация. Переработка шлаков старых отвалов на дробильно-сортировочных установках сопровождается большим выходом мелких фракций шлака — отсева. Из-за высокого содержания в отсеве металлических включений и пылевидных фракций этот продукт часто остается невостребованным и возвращается в отвал. Магнитная сепарация повышает потребительские свойства шлакового отсева, но в передел возвращается только магнитный продукт; минеральная часть остается в отвале. Приведены основные характеристики шлака фракции 0–10 мм. Лабораторными исследованиями установлено, что после извлечения ферромагнитных включений истинная плотность отсева снизилась на 17,5 %, насыпная плотность — на 3,1 %. В отсеве остались пылевидные включения, что не позволяло рассматривать материал как заполнитель для бетонов и щебеночно-песчаную смесь для дорожного строительства. Для рециклинга магнитного продукта, извлеченного из отсева, требуется снижение зашлакованности и систематическая оценка содержания в нем сернистых включений. Предложено после максимально возможного удаления магнитных включений и пылевидных включений разделить шлаковый отсев на щебеночную и песчаную фракции. Это позволит вернуть в оборот часть теряемого с фракцией 0–10 мм железа и получать железный концентрат для агломерации, а остающиеся хвосты в виде щебня фракции 5–10 мм, песка 0–5 мм и мелиоранта с пониженным содержанием железа использовать в строительной индустрии и сельском хозяйстве. Полевыми испытаниями установлено, что внесение в почву мелиоранта, одним из компонентов которого является измельченный отсев, содержащий оксиды кальция, магния, фосфора, ряд микроэлементов, увеличило урожайность овощных культур на опытных участках на 30 %.

Ключевые слова: переработка шлака, шлаковый отсев, металлические включения, пылевидные включения, магнитная сепарация, щебеночная и песчаная фракции, мелиорант.

Ссылка для цитирования: Сорокин Ю.В., Демин Б.Л., Смирнов Л.А., Калимулина Е.Г. Совершенствование технологии переработки и использования мелких фракций отвального шлака// Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 6. С. 620-624.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-6-620-624

 

PERFECTION OF A TECHNOLOGY OF PROCESSING AND UTILIZATION OF FINE FRACTIONS OF DUMP SLAG

YU. V. SOROKIN1, PhD (Tech.), Scientific consultant; B. L. DEMIN1, PhD (Tech.), Executive Director, NITS “Processing and utilization of man-caused wastes”, b.demin@uim-stavan.ru; L. A. SMIRNOV1, 2, HD (Tech.), Academician of RAN, Scientific Director of Institute, Chief Res. Ass.;   Е . G. KALIMULINA3, Chief Specialist, Bureau of iron ore and free-flowing materials of Technical dpt. ( 1 Ural Institute of metals, Russia, Ekaterinburg; 2 Institute of metallurgy, Ural branch of RAN, Russia, Ekaterinburg; 3 JSC EVRAZ NTMK, Russia, Nizhny Tagil)

Abstract. Processing of old dumps slag at crushing-sorting facilities results in a large yield of slag fine fractions – screening. Because of high content of metal inclusions and powder-like fraction in the screening, this product often becomes unclaimed and is returned to dump. Magnetic separation can increase the consumer properties of the slag screening, but it is only magnetic product that is returned to the processing while the mineral part is left in the dump. Basic characteristics of 0–10 mm fraction quoted. It was determined by laboratory study, that after extraction of ferromagnetic inclusions, the true screening density decreased by 17.5% and bulk density – by 3.1%. The powder-like inclusions remain in the screening, that does not allow to consider the material as a filler for concrete and macadam-sand mixture for road-building. To recycle the magnetic product, extracted out of the screening, decreasing of slagging is needed, as well as systematic evaluation of sulphury inclusion content in it. It was proposed to divide the slag screening for macadam and sand fractions after maximum possible removal magnetic inclusions and powder-like inclusions. It will allow to return into the utilization a part of iron previously lost with the fraction 0–10 mm and to obtain an iron concentrate for sintering. The remained tails in the form of macadam of 5–10 mm fraction, sand 0–5 mm and meliorant with decreased iron content can be used in construction industry and agriculture. By field tests it was determined, that adding meliorants, which contain a grinded screening with oxides of magnesium, phosphor and microelements, into soil, results in increasing crop capacity of vegetables by 30% at test areas

Key words: slag processing, slag screening, metal inclusions, powder-like inclusions, magnetic separation, macadam and sand fractions, meliorant.

For citation: Sorokin Yu.V., Demin B.L., Smirnov L.A., Kalimulina E.G. Perfection of a technology of processing and utilization of fine fractions of dump slag. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 6, pp. 620-624. (In Russ.).

Doi : 10.32339/0135-5910-2020-6-620-624

   


Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия» включен в перечень рецензируемых научных изданий ВАК РФ


Подписка на наши издания
ведется постоянно

Вышел из печати журнал "Бюллетень научно-технической и экономической информации "Черная металлургия" " № 6/2020

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

Вышел из печати журнал "Новости черной металлургии за рубежом" № 6/2017

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

 

ОАО "Черметинформация"