21 Apr. 2021 (Wednesday 11:53)

АННОТАЦИИ К СТАТЬЯМ, ОПУБЛИКОВАННЫМ В БЮЛЛЕТЕНЕ "ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ" 2021 № 4

УДК 669.1:658

ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ РОССИИ В 2020 г.

В. В. КАТУНИН, Н. Г. ЗИНОВЬЕВА, И. М. ИВАНОВА, Т. М. ПЕТРАКОВА (ОАО “Черметинформация”, Россия, г. Москва)

Аннотация.Распространение коронавируса оказало значительное влияние на черную металлургию России. Представлен развернутый анализ состояния черной металлургии России в 2020 г. Показана динамика и структура производства основных видов продукции российской и мировой черной металлургии. Россия по итогам 2020 г. переместилась на четвертую позицию с пятой среди крупнейших производителей стали в мире с объемом выпуска72,8 млнт, что составляет 4 % общемирового производства. Приведены данные о динамике производства основных видов продукции черной металлургии России за 2019–2020 гг. Металлургические предприятия России в 2020 г. произвели 52 млн т чугуна, что выше объемов 2019 г. на 1,5 %. Производство готового проката составило 61,8 млн т, увеличение на 0,5 %, выплавка стали также выросла на 1,1 %. В 2020 г. доля кислородно-конвертерной стали и электростали в общем объеме выплавки стали составила 97,8 % (на уровне 2019 г.). В 2020 г. суммарный стоимостный объем экспорта сырья (руд и концентратов железорудных, кокса, лома и отходов), ферросплавов, стальных слитков, заготовки и проката составил 18,47 млрд долл. и сократился на 11,8 % по сравнению со стоимостным объемом 2019 г. (20,95 млрд долл.). Суммарный стоимостный объем импорта сырья (руд и концентратов железорудных), ферросплавов, стальных слитков, заготовки и проката по сравнению со стоимостным объемом 2019 г. сократился и составил 3,9 млрд долл. Приведены экономические показатели работы, сведения об использовании материальных и энергетических ресурсов и инвестиционной деятельности основных металлургических комбинатов за 2020 г.

Ключевые слова:мировая и российская черная металлургия, металлургическая продукция, технико-экономические показатели, материальные и энергетические ресурсы, инвестиционная деятельность.

Ссылка для цитирования: Катунин В.В., Зиновьева Н.Г., Иванова И.М., Петракова Т.М. Основные показатели работы черной металлургии России в 2020 г. // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 4. С. 367-392.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-367-392

 

BASIC INDICATORS OF STEEL INDUSTRY OF RUSSIA OPERATION IN 2020

V. V. KATUNIN, N. G. ZINOV’EVA, I. M. IVANOVA, T. M. PETRAKOVA (OJSC “Chermetinformatsiya”, Russia, Moscow)

Abstract.The spread of the coronavirus has had a significant impact on the ferrous metallurgy of Russia. Extensive analysis of steel industry of Russia status in 2020 presented. Dynamics and structure of production of basic products of Russian and world steel industries was shown. By results of 2020 year operation, Russia moved to the fourth position from the fifth one among the biggest steel producers in the world with the volume of production of 72.8 million tons, which accounts for 4% of world steel production. Data on production dynamics of basic products of steel industry of Russia in 2019–2020 presented. In 2020 metallurgical enterprises of Russia produced 52 million tons of cast iron, which is higher of that in 2019 by 1.5%. Production of finished rolled products accounted for 61.8 million tons (increase by 0.5%), steel production also increased by 1.1%. In 2020 the share of BOF steel and EAF steel in total volume of steel produced accounted for 97.8% (at the level of 2019). In 2020 the total value volume of export of raw materials (ores and iron ore concentrates, coke, steel scrap and wastes), ferroalloys, steel ingots, billets and rolled products accounted for USD 18.47 billion and decreased by 11.8% comparing with the value volume of 2019 (USD 20.95 billion). The total value volume of raw materials import (ores and iron ore concentrates, ferroalloys, steel ingots, billets and rolled products) decreased comparing with the value volume of 2019 and accounted for USD 3.9 billion. Economic indices of basic steel-works operation presented, as well as data on utilization of material and energy resources and their investment activity in 2020.

Key words:world and Russian steel industry, steel products, technical and economic indicators, material and energy resources, investment activity.

For citation:Katunin V.V., Zinov’eva N.G., Ivanova I.M., Petrakova T.M. Basic indicators of steel industry of Russia operationin 2020. Chernaya metallurgiya.Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 4, pp. 367-392. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-367-392


УДК 669.1

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ? ГЛАВНАЯ ЗАДАЧА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МЕТАЛЛУРГИИ
К 200-летию открытия термоэлектрического эффекта Т.И. Зеебеком

А. М. БЕЛЕНЬКИЙ1, д-р техн. наук, профессор кафедры “Металлургия цветных металлов и автоматизации металлургических процессов”, belenky.bam@yandeх.ru; А. Н. БУРСИН2, дипломированный инженер; А. А. УЛАНОВСКИЙ2, канд. техн. наук, директор; С. И. ЧИБИЗОВА3, канд. техн. наук, доцент кафедры “Энергоэффективные и ресурсосберегающие промышленные технологии” ( 1 Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет), Россия, Республика Северная Осетия – Алания, г. Владикавказ; 2 ООО “Обнинская термоэлектрическая компания”, Россия, Калужская обл., г. Обнинск; 3 Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”, Россия, г. Москва)

Аннотация. Температура ? один из основных параметров в жизни человечества, и особенно в черной металлургии. После открытия термоэлектрического эффекта Т.И. Зеебеком и создания термоэлектрического термометраполучение стали превратилось из искусства в высококвалифицированный труд. Показано, что термопары имеют значительные преимущества перед другими датчиками температуры: пирометрами излучения и термометрами сопротивления. Рассмотрены вопросы измерения температуры в черной металлургии. Дана классификация методов контроля температуры в технологических процессах черной металлургии. Приведены некоторые результаты исследований промышленных нагревательных печей станов горячей прокатки, камерных, колпаковых и протяжных печей, выполненных на кафедре “Теплофизика и экология металлургического производства”, в центре “ЭНЕРГОМЕТ”, на малом предприятии “Инновации и энергосбережение”, в лаборатории “Теплотехнические измерения в металлургии” НИТУ “МИСиС”, в ООО “Обнинская термоэлектрическая компания”. Приведены примеры измерения температуры в нагревательных и термических печах прокатного производства. Представлена конструкция термометра для измерения температуры в токсичной или взрывоопасной атмосфере, основанная на методе пульсирующей конвективной термометрии газа, разработанная в МИСиС. Данный прибор обеспечил достаточно точное измерение температуры газа на действующих печах и позволил организовать правильную подачу защитного газа в камеры нагрева, выдержки и его эффективное движение в рабочем пространстве, что увеличило интенсивность процесса обезуглероживания трансформаторной стали в башенных печах.

Ключевые слова:открытие термоэлектрического эффекта Т.И. Зеебеком, измерение температуры, термоэлектрический термометр, методы контроля температуры в металлургии, нагревательные и термические печи, агрегат непрерывного отжига.

Ссылка для цитирования: Беленький А.М., Бурсин А.Н., Улановский А.А., Чибизова С.И. Измерение температуры ? главная задача обеспечения технологических процессов в металлургии. К 200-летию открытия термоэлектрического эффекта Т.И. Зеебеком // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 4. С. 393-405.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-393-405

 

TEMPERATURE MEASUREMENT – THE MAIN TASK TO ENSURE TECHNOLOGICAL PROCESSES IN STEEL INDUSTRY
Towards the 200 years anniversary of the thermoelectric effect discovery by T.I. Zeebeck

А. М. BELEN’KII1, HD (Tech.), Prof., Dpt. “Metallurgy of nonferrous metals and automation of metallurgical processes”, belenky.bam@yandeх.ru; А. N. BURSIN2, graduate engineer; А. А. ULANOVSKII2, PhD (Tech.), Director; S. I. CHIBIZOVA3, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Energy-effective and resources-saving industrial technologies” ( 1 North Caucasian Mining and Metallurgical Institute (State Technological University), Russia, Republic of Northern Ossetia – Alaniya, Vladikavkaz; 2 OJSC “Obninsk thermos-electric company”, Russia, Kaluga rgn., Obninsk; 3 National Research Technological University “MISiS”, Russia, Moscow)

Abstract. Temperature is one of the basic parameters in the life of the mankind and particularly in steel industry. After discovery of thermoelectric effect by T.I. Zeebeck and creation of the thermoelectric thermometer, production of steel was transformed from an art into a highly qualified labor. It was shown, that thermocouples have considerable benefits comparing with other temperature sensors: radiation pyrometers and resistance thermometers. Items of temperature measurement in steel industry considered. Methods of temperature control in technological processes of steel industry qualified. Some results of studies of industrial heating furnaces of hot-rolling mills, chamber, bell-type and continuous furnaces presented. The studies were accomplished at the Department “Thermal physics and ecology of metallurgical production”, in the center “ENERGOMET”, at the enterprise “Innovations and energy saving”, in the laboratory “Heat engineering measurements in metallurgy” of NITU “MISiS”, in OJSC “Obninsk thermoelectric company”. Examples of temperature measurement in heating and thermal furnaces of rolling mills presented. Design of a thermometer for temperature measurement in a toxic or highly explosive atmosphere presented, based on a method of pulsating convection thermometry of a gas, developed at MISiS. The device ensured accurate enough gas temperature measurement in operating furnaces and enabled to organize a correct supply of a protective gas into the heating chamber, exposure and its effective motion in the working area resulting in increasing intensity of decarburization process of transformer steel in tower furnaces.

Key words:discovery of thermoelectric effect by T.I. Zeebeck, temperature measurement, thermoelectric thermometer, temperature control methods in metallurgy, heating and thermal furnaces, continuous annealing line.

For citation:Belen’kii A.M., Bursin A.N., Ulanovskii A.A., Chibizova S.I. Temperature measurement – the main task to ensure technological processes in steel industry. Towards the 200 years anniversary of the thermoelectric effect discovery by T.I. Zeebeck. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 4, pp. 393-405. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-393-405


УДК 669.622.1

ПОВЫШЕНИЕ ПРОЧНОСТИ ОКАТЫШЕЙ ИЗ ТИТАНОМАГНЕТИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ДОБАВОК, СОДЕРЖАЩИХ БАРИЙ И СТРОНЦИЙ

И. С. БЕРСЕНЕВ, канд. техн. наук, руководитель научно-аналитического отдела, i.bersenev@torex-npvp.ru; В. В. БРАГИН, канд. техн. наук, технический директор; С. Н. ЕВСТЮГИН, канд. техн. наук, старший научный сотрудник, главный специалист; А. С. ЛОПАТИН, старший инженер (ООО “Научно-производственное внедренческое предприятие ТОРЭКС”, Россия, г. Екатеринбург)

Аннотация. В процессе окускования концентрата титаномагнетитовых руд высокая вязкость образующихся титанистых расплавов осложняет спекание окатышей и достижение их высокой прочности. Резервы существующих способов решения этой проблемы за счет снижения концентрации титана добавкой оксидов пустой породы или подбором оптимального теплового режима технологического процесса исчерпаны. Рассмотрена возможность уменьшения вязкости титанистого расплава при применении для его разжижения монооксидов железа, марганца, бора и щелочных оксидов калия, натрия и стронция. Показано, что щелочные добавки являются мощным способом снижения вязкости силикатных расплавов. Цель исследования ? оценка возможности повышения прочности железорудных окатышей из титаномагнетитовых концентратов путем добавки в шихту барий-стронциевых карбонатных руд Мурунского месторождения, имеющих по­вышенное содержание оксидов бария и стронция (до 19 % ВаО и до 5 % SrО). Врезультате экспериментов установлен механизм упрочнения окатышейпри добавке карбонатных барий-стронциевых руд. Повышение прочности обожженных окатышей достигало 35–40 %. Показано, что упрочнение окатышей обусловлено модификацией структуры шлакового расплава с разрушением полимерных цепочек и снижением вязкости расплава. Повышение прочности окатышей будет способствовать снижению выхода мелочи при их транспортировке и улучшению газодинамического режима шахтных агрегатов ? доменных печей и печей металлизации. Прогнозный эффект от использования добавок в окатышах: снижение расхода кокса на 4,5–5,8 кг/т чугуна и уменьшение себестоимости чугуна на 49,5–64,3 руб/т чугуна.

Ключевые слова:окускование титаномагнетитовых концентратов, вязкость титанистых расплавов, прочность окатышей, барий-стронциевая карбонатная руда, механизм упрочнения окатышей.

Ссылка для цитирования: Берсенев И.С., Брагин В.В., Евстюгин С.Н., Лопатин А.С. Повышение прочности окатышей из титаномагнетитовых концентратов при использовании добавок, содержащих барий и стронций // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 4. С. 406-409.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-406-409

 

INCREASING THE STRENGTH OF PELLETS MADE OF TITANIUM-MAGNETITE CONCENTRATES WHEN USING ADDITIVES CONTAINING BARIUM AND STRONTIUM

I. S. BERSENEV, PhD (Tech.), Head of scientific and analytical dpt., i.bersenev@torex-npvp.ru; V. V. BRAGIN, PhD (Tech.), Technical director; S. N. EVSTYUGIN, PhD (Tech.), Sen. Researcher, principal specialist; A. S. LOPATIN, Sen. Engineer  (OJSC “Scientific and production innovation enterprise TOREX”, Russia, Ekaterinburg)

Abstract.In the process of pelletizing of titanium-magnetite ores concentrate, the high viscosity of the forming titaniferous melts makes the pellets sintering difficult resulting in their low strength. The reserves of the existing methods of solving the problem by addition of oxides of waste rock and therefore decreasing titanium concentration or by assortment of optimal heat mode of the technological process are exhausted. An ability to decrease the viscosity of titaniferous melt by application monoxides of iron, manganese, boron and alkali oxides of potassium, sodium and strontium for its dilution was considered. It was shown that the alkali additives were a powerful method to decrease the viscosity of silicate melts. The purpose of the study was to estimate an ability to increase the strength of iron ore pellets of titanium-magnetite concentrates by addition barium-strontium carbonate ores of Murunskoye deposit into the charge, which have and increased content of oxides of barium and strontium (up to 19% BaO and up to 5% of SrO). As a result of the experiment a mechanism of pellets strengthening at addition carbonate barium-strontium ores was established. The increase of the burnt pellets strength was reached up to 35–40%. It was shown, that the pellets strengthening was stipulated by modification of slag melt structure with destruction of polymer chains and by decrease of melt viscosity. The increase of pellets strength will contribute to decreasing of fines yield during their transportation and to improving of gas-dynamic mode of shaft facilities – blast furnaces and metallization furnaces. The forecast effect due to application of additives in the pellets is estimated as follows: decrease of coke rate by 4.5–5.8 kg/t of hot metal and decrease of cast iron cost by 49.5–64.3 Rbl/t of cast iron.

Key words:agglomeration of titanium-magnetite concentrates, viscosity of titaniferous melts, pellets strength, barium-strontium carbonate ore, mechanism of pellets strengthening.

For citation:Bersenev I.S., Bragin V.V., Evstyugin S.N., Lopatin A.S. Increasing the strength of pellets made of titanium-magnetite concentrates when using additives containing barium and strontium. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 4, pp. 406-409. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-406-409


УДК 669.11:669.292.34

ПЛАВКА ТИТАНОМАГНЕТИТОВЫХ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫХ ОКАТЫШЕЙ ИЗ РУДЫ ТЕБИНБУЛАКСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯВ ПЕЧИ С ПОГРУЖЕННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГОЙ

Н. Д. ВАНЮКОВА1, д-р техн. наук, профессор кафедры металлургии цветных металлов и автоматизации металлургических процессов, rodos-nat@yandex.ru; А. Ю. АДИЛОВ1, аспирант; Х. ВИЗИНГЕР2, д-р наук, профессор, основатель и президент консалтинговой компании; Х. Н. ХАСИЛОВ3, и.о. председателя правления; А. КОЛЛЕР2, инженер-технолог; Е. А. ХАДЗАРАГОВА1, д-р техн. наук, проректор по научной работе и инновационной деятельности; Х. А. ОМОНОВ3, заместитель председателя правления; Б. З. РУСТАМОВ3, начальник дирекции по строительству горно-металлургического комплекса на базе месторождения Тебинбулак ( 1 Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет), Россия, Республика Северная Осетия – Алания, г. Владикавказ; 2 HorstWiesingerConsultingGmbH, Австрия, г. Линц; 3 АО “Узбекские железные дороги”, Республика Узбекистан, г. Ташкент)

Аннотация. Использование в качестве комплексного сырья титаномагнетитовых руд с целью извлечения железа и ванадияявляется важной и актуальной задачей.Исследована технологическая возможность применения титаномагнетитовых окатышей, произведенных из руды месторождения Тебинбулак, для получения губчатого железа и дальнейшего его использования в производстве жидкого чугуна. Комплексные теоретические и экспериментальные исследования руды месторождения Тебинбулак выполнены в рамках государственной программы Республики Узбекистан компанией АО “Узбекские железные дороги” (Республика Узбекистан, г. Ташкент) совместно с Horst Wiesinger Consulting (Австрия, г. Линц) на базе Научно-исследовательского центра Леобенского горного университета (MUL, Австрия, г. Леобен), Исследовательского центра подготовки железных руд (SGA, Германия, г. Либенбург-Отфрезен) при участии Северо-Кавказского горно-металлургического института (государственного технологического университета) (Россия, г. Владикавказ). Эксперименты по твердофазному восстановлению обожженных окисленных окатышей выполнены в вертикальной реторте в атмосфере водорода при температуре 800 °C. В результате испытанийбыла достигнута запланированная степень металлизации окатышей, которая составила в среднем 93 %. Полученные металлизированные окатыши были проплавлены в печи с погруженной электрической дугой емкостью 45 л. В результате испытаний заданный показатель содержания углерода в чугуне был достигнут и составил 4,3–4,6 %. Отмечено, что по результатам двух плавок TiO2 практически в полном объеме перешел в фазу шлака, где его среднее значение составило 3,55 %. Среднее содержание ванадия в чугуне составило 0,16 %. В ходе исследований было установлено, что при химически измеренном значении от 0,71 до 0,73 % V2O5 в металлизированных окатышах может быть достигнуто расчетное теоретически максимальное содержание ванадия в чугуне 0,49 % при условии, что весь ванадий остается в фазе металла.

Ключевые слова:титаномагнетитовая руда месторождения Тебинбулак,твердофазное восстановление окатышей, губчатое железо, степень металлизации окатышей, плавка в печи с погруженной электрической дугой, содержание ванадия в чугуне.

Ссылка для цитирования: Ванюкова Н.Д., Адилов А.Ю., Визингер Х., Хасилов Х.Н., Коллер А., Хадзарагова Е.А., Омонов Х.А., Рустамов Б.З. Плавка титаномагнетитовых металлизированных окатышей из руды Тебинбулакского месторождения в печи с погруженной электрической дугой // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021. Т. 77. № 4. С. 410-417.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-410-417

 

SMELTING OF TITANIUM-MAGNETITE METALLIZED PELLETSFROM THE TEBINBULAK DEPOSIT ORE IN SUBMERGED ARC FURNACES

N. D. VANYUKOVA1, HD (Tech.), Prof., Dpt.“Metallurgy of non-ferrous metals and automation of metallurgical processes”, rodos-nat@yandex.ru; A. YU. ADILOV1, postgraduate; H. WIESINGER2, PhD, Prof., Founder and President of a consulting company; KH. N. KHASILOV3, Acting Chairman of the board; A. KOLLER2, Process Engineer; E. A. KHADZARAGOVA1, HD (Tech.), Vice Rector for Scientific Research and Innovation; KH. A. OMONOV3, Deputy Chairman of the board; B. Z. RUSTAMOV3, Head Directorate for construction of the Mining and Metallurgical Complex on the basis of the Tebinbulak deposit ( 1 North Caucasian Mining and Metallurgical Institute (State Technological University), Russia, Republic of Northern Ossetia-Alaniya, Vladikavkaz;  2 Horst Wiesinger Consulting GmbH, Austria, Linz; 3JSC “Uzbekistan Railways”, Republic of Uzbekistan, Tashkent)

Abstract.Utilization of titanium-magnetite ores as complex raw materials aimed at extraction of iron and vanadium is an important and actual task. Technological capability of titanium-magnetite pellets application produced from the Tebinbulak deposit ore was studied for obtaining sponge iron and its further use in the production of liquid iron. Integrated theoretical and experimental studies of Tebinbulak deposit ore were carried out within the framework of the state program of the Republic of Uzbekistan by the company JSC “Uzbek Railways” (Republic of Uzbekistan, Tashkent) in cooperation with Horst Wiesinger Consulting (Austria, Linz) on the basis of the Research Center of the Leoben Mining University (MUL, Austria, Leoben), Studiengesellschaft für Eisenerzaufbereitung (SGA, Germany, Liebenburg-Othfresen) with the participation of the North Caucasus Mining and Metallurgical Institute (State Technological University) (Russia, Vladikavkaz). Experiments on direct solid-phase reduction of fired oxidized pellets have been implemented in a vertical retort in a hydrogen atmosphere at a temperature of 800 °C. As a result of the tests, the planned degree of metallization of the pellets was achieved, which averaged 93%. The obtained metallized pellets were melted in a 45 l volume furnace with a submerged electric arc. As a result of the tests, the target value of the carbon content in the liquidiron was achieved, which amounted for 4.3–4.6%. It was noted that according to the results of two heats, TiO2 almost completely passed into the slag phase, where its average value was 3.55%. Average vanadium content of the liquidiron was 0.16%. During the studies it was found that at a chemically measured value from 0.71 to 0.73% V2O5 in metallized pellets, the calculated theoretical maximum content of vanadium in liquidiron 0.49% can be achieved, providing all vanadium remains in the metal phase.

Key words:titanium-magnetite Tebinbulak deposit ore, solid phase reduction of pellets, sponge iron, metallization degree of pellets, submerged arc furnace melting, vanadium content in cast iron.

For citation: Vanyukova N.D., Adilov A.Yu., Wiesinger H., Khasilov Kh.N., Koller A., Khadzaragova E.A., Omonov Kh.A., Rustamov B.Z. Smelting of titanium-magnetite metallized pellets from the Tebinbulak deposit ore in submerged arc furnaces. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 4, pp. 410-417. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-410-417


УДК 669.046.5

ПРИМЕНЕНИЕ МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСНЫХ МОДИФИКАТОРОВ ДЛЯ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ
Часть 2. Результаты разработки технологии обработки стали широкого сортамента

В. А. ГОЛУБЦОВ1, канд. техн. наук, консультант; И. В. РЯБЧИКОВ1, д-р техн. наук, профессор, консультант; И. В. БАКИН1, начальник отдела модернизации и технического развития; А. Я. ДЫНИН1, генеральный директор; О. Н. РОМАНОВ2, канд. техн. наук, начальник сектора; А. А. ПРЯДКО3, начальник ТОСП – заместитель технического директора по металлургическому производству ( 1 ООО НПП Технология, Россия, г. Челябинск; 2 НИЦ “Курчатовский институт” – ЦНИИ КМ “Прометей”, Россия, г. Санкт-Петербург; 3 ПАО “Энергомашспецсталь”, Украина, г. Краматорск)

Аннотация. Приведены результаты применения микрокристаллических комплексных модификаторов (МКМ) с щелочно- и редкоземельными металлами при внепечной обработке стали широкого сортамента. Показано, что замена силикокальция сплавом Si?Ca?Baпри раскислении и модифицировании колесной стали позволяет повысить ударную вязкость металла и снизить брак колес. При получении отливок для железнодорожного транспорта из стали 20ГФЛ замена феррокальция сплавом Si?Ca?Ba?Srпозволяет повысить ударную вязкость металла при температуре испытания ?60 °С на 64 %. Обработка стали микрокристаллическими сплавами Si?Ca?Baи Si?Ca?Ba?Srсопровождается формированием оксисульфидных неметаллических включений, уменьшением их размеров более чем в 2,5 раза, снижением содержания в стали КАНВ. Опасность возникновения разрушений, например трубопроводов, может быть резко уменьшена при микролегировании металла редкоземельными металлами. Образование гидридов церия и лантана увеличивает устойчивость к водородному растрескиванию и расслаиванию углеродистых и низколегированных сталей, а также повышает коррозионную стойкость металла, включая бактериальную. Применение МКМ с кальцием, барием и стронцием для обработки стали для труб в сопоставимых условиях позволило увеличить усвоение кальция металлом на 76,5 %. Использование модификатора Si?Ca?Baвместо силикокальция для обработки стали S355J2G3Nпозволяет повысить ударную вязкость на 45?57 %. Обработка металла для крупных слитков комплексными модификаторами Si?Ca?Ba?Sr?РЗМ позволяет на 45?50 % снизить химическую неоднородность металла по ликвирующим элементам, снизить загрязненность металла неметаллическими включениями. Применение модификатора Si?Ca?Baуменьшает расход проволоки с наполнителем и стоимость обработки на 38,5 и 11 % соответственно. При модифицировании сплавом Si?Ca?Ba?Srэти показатели снижаются на 56 и 21 % соответственно.

Ключевые слова: внепечная обработка стали, раскисление и модифицирование стали, микрокристаллические комплексные модификаторы, щелочноземельные и редкоземельные металлы, ударная вязкость, коррозионная стойкость, устойчивость к водородному растрескиванию.

Ссылка для цитирования: Голубцов В.А., Рябчиков И.В., Бакин И.В., Дынин А.Я., Романов О.Н., Прядко А.А. Применение микрокристаллических комплексных модификаторов для внепечной обработки стали. Часть 2. Результаты разработки технологии обработки стали широкого сортамента // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021. Т. 77. № 4. С. 418-431.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-418-431

 

APPLICATION OF MICROCRYSTALLINE COMPLEX MODIFIERS FOR STEEL LADLE TREATMENT
Part 2. Results of elaboration of a technology for wide range of steels treatment

V. A. GOLUBTSOV1, PhD (Tech.), consultant; I. V. RYABCHIKOV1, HD (Tech.), Prof., consultant; I. V. BAKIN1, Head of Dpt. “Modernization and technical development”; A. YA. DYNIN1, General director; O. N. ROMANOV2, PhD (Tech.), Head of sector; A. A. PRYADKO3, Head of TOSP – Deputy Technical director for metallurgical production ( 1 OJSC NPP Technologiya, Russia, Chelyabinsk; 2 NIZ “Kurchatov institute” – CNII KM “Prometei”, Russia, Sankt-Petersburg; 3 PJSC “Energomashspetsstal”, Ukraine, Kramatorsk)

Abstract.Results of application of microcrystalline complex modifiers (MCM) with alkaline and rare-earth metals at wide range steels ladle treatment. It was shown that substitution of silicocalcium by Si?Ca?Ba at deoxidation and modifying of wheel steel enables to increase the metal impact toughness and decrease the wheels rejects. When making ingots of steel 20ГФЛfor railway transport, substitution of ferrocalcium by Si?Ca?Ba?Sr alloy enables to increase the metal impact toughness at test temperature ?60°Сby 64%. The treatment of steel by microcrystalline alloys Si?Ca?Ba and Si?Ca?Ba?Sr results in forming oxide-sulfide nonmetallic inclusions with more than 2.5 times decreased sizes, as well as decreased general amount of nonmetallic inclusions in the steel. The danger of destruction, for example of a pipe lines, can be sharply decreased in case of metal micro-alloying by rare-earth metals. Forming of cerium and lanthanum hydrides will increase the resistance against hydrogen embrittlement and delamination of carbon and low-alloyed steels, as well as will increase metal corrosion resistance including a bacterial one. Application of MCM with calcium, barium and strontium for pipe steels treatment under comparable conditions enabled to increase calcium recovery by metal by 76.5%. Application of the Si?Ca?Ba modifier instead of silicocalcium for treatment of steel S355J2G3N enables to increase the metal impact toughness by 45?57%. The treatment of metal for large ingots by complex modifiers Si?Ca?Ba?Sr?REM enables to decrease by 45?50% the metal chemical non-homogeneity by liquation elements, to decrease contamination of metal by nonmetallic inclusions. Application of Si?Ca?Ba modifier results in decreasing consumption of cored wire and cost of the treatment by 38.5% and 11% correspodently. The use of Si?Ca?Ba?Sr alloy results in a decrease of those indicators by 56% and 21% correspondently.

Key words: steel ladle treatment, steel deoxidation and modifying, microcrystalline complex modifiers, alkaline-earth and rare-earth metals, impact toughness, corrosion resistance, resistance against hydrogen embrittlement.

For citation:Golubtsov V.A., Ryabchikov I.V., Bakin I.V., Dynin A.Ya., Romanov O.N., Pryadko A.A. Application of microcrystalline complex modifiers for steel ladle treatment. Part 2. Results of elaboration of a technology for wide range of steels treatment. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 4, pp. 418-431. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-418-431


УДК 669.046.558.6

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ КАЛЬЦИЙСОДЕРЖАЩЕЙ ИНЖЕКЦИОННОЙ ПРОВОЛОКИ С РАЗЛИЧНЫМИ НАПОЛНИТЕЛЯМИ ПРИ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКЕ СТАЛИ

А. Д. ХОРОШИЛОВ1, главный специалист, ADKhoroshilov@rosatom.ru; П. А. САЛИХАНОВ2, ведущий эксперт; Д. П.БЫЗОВ2, старший менеджер; М. В.ЖИРОНКИН2, менеджер; К. Б. БИКИН2, эксперт ( 1 Госкорпорация “Росатом”, АО “Чепецкий механический завод”, Россия, Удмуртская Республика, г. Глазов; 2 ПАО “Северсталь”,Россия, Вологодская обл., г. Череповец)

Аннотация. Обработка сталей массового производства инжекционными кальцийсодержащими проволоками получила широкое распространение во всем мире. Присадка нескольких десятков грамм кальция на 1 т обрабатываемой стали позволяет существенно улучшить ее разливаемость, повысить выход годной непрерывнолитой заготовки, снизить отсортировку проката по поверхностным и внутренним дефектам, улучшить коррозионные свойства стали и пр. В то же время применение данного технологического приема требует точного прогнозирования целевых условий процесса, жесткого соблюдения технологии производства, использования качественного инжекционного оборудования, а также использования лучших кальцийсодержащих инжекционных проволок (КИП). Учитывая малую освещенность роли наполнителя КИП, целью статьи явилось обобщение опыта применения различных видов кальцийсодержащих материалов.Рассмотрены механизмы влияния кальция на качество стали. Показано, что изменением концентрации кальция в расплаве стали возможно управлять не только химическим, но и фазовым составом неметаллических включений, в том числе получая жидкие включения на основе алюминатов кальция, которые имеют высокую скорость всплытия, что обеспечивает глубокое рафинирование стали от неметаллических включений за короткий промежуток времени. Обладая высоким сродством к сере, кальций на этапе непрерывной разливки стали образует сульфидные и оксисульфидные неметаллические включения микронных и субмикронных размеров, равномерно распределенные в объеме стали, что улучшает структуру осевой зоны непрерывнолитой заготовки и проката. Показано, что важную роль в обеспечении высокого и стабильного результата играет кальцийсодержащий наполнитель инжекционной проволоки. Установлено, что среднее усвоение, по данным пробы из промежуточного ковша, для наполнителей из электролитического кальция выше относительно иных наполнителей. Анализ частотного распределения величины усвоения кальция показал, что для гарантированного обеспечения минимального содержания кальция на МНЛЗ 12 ppmтребуется по сравнению с электролитическим кальцием: чистого алюмотермического кальция в 1,5 раза больше, силикокальция в 4,5 раза больше, феррокальция в 6 раз больше. Анализ разливаемости стали, обработанной инжекционными проволоками, показал, что для обеспечения стабильной разливаемости стали достаточно 55 г электролитического кальция на 1 т стали, при этом расход алюмотермического кальция 83 г/т не обеспечивает стабильной разливки от плавки к плавке. Отмечена зависимость показателей отсортировки проката от содержания кальция в стали, что свидетельствует о возможности дальнейшего повышения экономической эффективности технологий массового производства стали за счет развития направления кальциевой обработки.

Ключевые слова: внепечная обработка стали, непрерывная разливка стали, разливаемость стали, модифицирование кальцием, инжекционная кальцийсодержащая проволока, электролитический кальций, алюмотермический кальций, силикокальций, неметаллические включения.

Ссылка для цитирования: Хорошилов А.Д., Салиханов П.А., Бызов Д.П., Жиронкин М.В., Бикин К.Б. Опыт применения кальцийсодержащей инжекционной проволоки с различными наполнителями при внепечной обработке стали // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 4. С. 432-444.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-432-444

 

EXPERIENCE OF APPLICATION OF CALCIUM-CONTAINING CORED WIRE WITH VARIOUS FILLERS AT STEEL LADLE TREATMENT

А. D. KHOROSHILOV1, Chief specialist, ADKhoroshilov@rosatom.ru; P. A. SALIKHANOV2, leading expert; D. P. BYZOV2, Sen. manager; М. V. ZHIRONKIN2, manager; K. B. BIKIN2, expert ( 1 State corporation “Rosatom”, JSC “Chepets mechanical plant”, Russia, Republic of Udmurtia, Glazov; 2 PJSC “Severstal”, Russia, Vologda rgn., Cherepovets)

Abstract. Treatment of mass production steels by cored calcium-containing wires is widely spread all over the world. Injection of several tens of gram of calcium per 1 t of the treated steel enables significantly improve its cast ability, increase the yield of CC billet, decrease rejection of rolled products by surface and internal defects, improve corrosion properties of steel and have similar effects. At the same time application of the technological method requires accurate forecasting of the purpose process conditions, strict following the technology parameters, application of quality injection equipment, as well as application of best calcium-containing cored wires. Taking into consideration, that the role of the filler in the cored wires is not discussed widely, the purpose of the work was summarizing of the experience of application of various calcium-containing materials. Mechanisms of calcium influence on steel quality considered. It was shown that it is possible to control not only chemical composition but also phase composition of nonmetallic inclusions by variation of calcium concentration in steel melt. Among others, liquid inclusions based on calcium aluminates which have high speed of surfacing, will be formed, thus ensuring deep steel refining for nonmetallic inclusions within a short time. Having high sulphur affinity, at the stage of continuous casting calcium forms sulfide and oxide-sulfide nonmetallic inclusions of micron and submicron size, uniformly distributed in the steel volume, which improves the structure of center zone of the continuously casted billet and that of the rolled product. It was shown that calcium-containing filler of a cored wire plays an important role in ensuring high and stable result. It was established based on the probes from tundish that the average recovery of fillers of electrolytic calcium is higher comparing with other fillers. Analysis of frequency distribution of the calcium recovery value showed that to ensure a guaranteed minimal content of calcium of 12 ppm at a CCM, it is required to inject aluminothermic calcium in the amount of 4.5 times bigger comparing with electrolytic calcium and ferrocalcium – 6 times bigger. Analysis of cast ability of steel treated by cored wires showed that to ensure a stable cast ability it is enough to add 55 grams of electrolytic calcium per 1 t of steel, at that addition of 83 grams of aluminothermic calcium does not ensure a stable casting from heat to heat. A dependence of rolled products rejection indices on calcium content in steel was noted, which indicated of a possibility of further increase of economic efficiency of technologies of steel mass production due to development of steel treatment by calcium.

Key words: steel ladle treatment, steel continuous casting, steel cast ability, modifying by calcium, calcium-containing cored wire, electrolytic calcium, aluminothermic calcium, silico-calcium, nonmetallic inclusions.

For citation:Khoroshilov A.D., Salikhanov P.A. Byzov D.P., Zhironkin M.V., Bikin K.B. Experience of application of calcium-containing cored wire with various fillers at steel ladle treatment. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 4, pp. 432-444. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-432-444


УДК 621.771

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ В РЕЛЬЕФНЫХ ВАЛКАХ ПУТЕМ РЕАЛИЗАЦИИ АСИММЕТРИЧНОЙ ПРОКАТКИ

А. Б. НАЙЗАБЕКОВ1, д-р техн. наук, профессор,ректор; С. Н. ЛЕЖНЕВ1, канд. техн. наук, доцент,профессор кафедры “Металлургия и горное дело”; Е.А. ПАНИН2, докторPhD, доценткафедры “Обработка металлов давлением”;А. А. ТЫМЧЕНКО2, магистрант кафедры “Обработка металлов давлением”, sandrachka_97@mail.ru; А. Б. ЕСБОЛАТ2,докторант кафедры “Обработка металлов давлением” ( 1Рудненский индустриальный институт, Республика Казахстан, Костанайская обл., г. Рудный; 2 Карагандинский индустриальный университет, Республика Казахстан, Карагандинская обл., г. Темиртау)

Аннотация. Среди многочисленных способов улучшения качества металлоизделий особое место занимают способы ОМД, реализующие интенсивную пластическую деформацию. Представлены результаты исследований по усовершенствованию технологии деформирования толстолистовых заготовок в рельефных валках, при применении которой за счет конструктивного исполнения профиля валков заготовке при прокатке сообщается определенный уровень деформации сдвига в поперечном направлении. А за счет различной скорости вращения валков возникает состояние кинематической асимметрии, что приводит к реализации дополнительного уровня деформации сдвига в продольном направлении. Моделированием в среде Deformдеформированного состояния металла выявлено, что заготовка после выхода из рельефных валков практически не изгибается, сохраняя свою горизонтальную траекторию движения. Показано, что эффект достигается за счет рельефного сечения заготовки, где образуемые выступы и впадины выполняют роль ребер жесткости. Уровень деформации при этом возрастает примерно на 20 % по сравнению с симметричной прокаткой в рельефных валках. Анализ напряженного состояния путем расчета коэффициента Лоде?Надаи показал, что в центральной зоне заготовки развиваются преимущественно сжимающие напряжения, максимальные значения которых возникают в областях гребней, на наклонных участках за счет действия сдвиговых деформаций уровень сжатия снижается. Поверхностные зоны имеют схожее распределение напряжений по сравнению с центральной зоной ?здесь в зонах гребней развиваются сжимающие напряжения, которые значительно ниже, чем в центральной зоне. На наклонных участках значение коэффициента Лоде?Надаи стремится к нулю, что свидетельствует об интенсификации деформации сдвига в этих областях. Анализ формоизменения заготовки после прокатки в рельефных валках и последующих двух проходах в гладких валках показал, что предложенный вариант технологии прокатки позволяет получить на выходе ровную заготовку с незначительными пережимами. Поскольку изначально данная технология прокатки разрабатывалась для многоклетевых станов, то в последующих проходах, где заготовка будет получать уже определенное обжатие по толщине, данные пережимы полностью устраняются.

Ключевые слова: асимметричная прокатка,рельефные валки, деформированное состояние металла, рельефное сечение заготовки, коэффициент Лоде?Надаи, сжимающие напряжения.

Ссылка для цитирования: Найзабеков А.Б., Лежнев С.Н., Панин Е.А., Тымченко А.А., Есболат А.Б. Усовершенствование технологии деформирования в рельефных валках путем реализации асимметричной прокатки // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 4. С. 445-454.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-445-454

 

IMPROVEMENT OF THE DEFORMATION TECHNOLOGY IN RELIEF ROLLS BY ASYMMETRIC ROLLING REALIZATION

A. B. NAIZABEKOV1, HD (Tech.), Prof., rector; S. N. LEZHNEV1, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Metallurgy and mining”; E. A. PANIN2, PhD(Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Metals forming”; А. А. ТYMCHENKO2, undergraduate, Dpt. “Metals forming”, sandrachka_97@mail.ru; A. B. ESBOLAT2,doctoral candidate, Dpt. “Metals forming” ( 1 Rudny Industrial Institute, Republic of Kazakhstan, Kostanaj rgn., Rudny; 2 Karaganda Industrial University, Republic of Kazakhstan, Karaganda rgn., Temirtau)

Abstract.Among many methods of improving metal products quality, metal forming methods, applying intensive plastic deformation, take a special place. Results of a study on perfection technology of plate workpieces deforming in relief rolls presented. Application of the technology ensures receiving by a workpiece additional level of shear deformation in transverse direction due to special design features of roll profile. Besides due to various rolls rotation speeds, state of kinematic asymmetry arises, which results in additional level of shear deformation in longitudinal direction. It was revealed by Deform program simulation of metal deformed state that the workpiece is not bent practically after getting out of the relief rolls, keeping its horizontal path of motion. It was shown that the effect is reached due to relief section of the workpiece, where micro-ridges and micro-cavities are formed acting as reinforcing ribs. At that the level of deformation increases by nearly 20% comparing with symmetric rolling in relief rolls. Analysis of state of stress by calculation of Lode?Nadai coefficient showed that in the central zone of the workpiece mainly compressing stresses are formed, reaching maximum values in the area of comb; at the inclined sections due to action of shear deformations the level of compression is decreased. The surface zones have similar stress distribution comparing with the central one ? in the areas of combs compressive stresses are formed, which are considerably lower comparing with those of central zone. On the inclined sections the value of Lode?Nadai coefficient tends to zero, which gives evidence of intensification of shear deformation in these areas. Analysis of workpiece deformation after rolling in the relief rolls and having next two passes in smooth rolls showed that the proposed variant of rolling technology enables to obtain at the exit a smooth workpiece with insignificant wedging out. Since initially the technology was elaborated for multi-stand mills, these wedging outs will be completely deleted during further passes where the workpiece will have definite reduction by thickness.

Key words: asymmetric rolling, relief rolls, metal state of strain, workpiece relief section, Lode?Nadai coefficient, compressing stresses.

For citation:Naizabekov A.B., Lezhnev S.N., Panin E.A., Tymchenko A.A., Esbolat A.B. Improvement of the deformation technology in relief rolls by asymmetric rolling realization. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 4, pp. 445-454 (In Russ.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-445-454


УДК 621.774

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ТРУБНОГО ПЕРЕДЕЛА И СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННУЮ НАДЕЖНОСТЬ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ

А. Р. МИШЕТЬЯН, научный сотрудник, mishetyan@bk.ru; И. П. ШАБАЛОВ, д-р техн. наук, главный научный сотрудник; О. Н. ЧЕВСКАЯ, старший научный сотрудник; Г. А. ФИЛИППОВ, д-р техн. наук, профессор, директор Научного центра качественных сталей (ГНЦ ФГУП “ЦНИИчермет им. И.П. Бардина”, Россия, г. Москва)

Аннотация. Эксплуатационная надежность трубопровода зависит от множества факторов, в том числе от условий формовки труб и типа структуры трубной стали. Представлены результатыисследования изменения механических свойств, ударной вязкости, трещиностойкости трубных сталей в результате деформационного старения в зависимости от режимов трубного передела и типа структурного состояния. Показано, что стандартные механические свойства практически не зависят от места отбора образцов в наиболее экстремальных сечениях по окружности трубы и от способа деформации при их изготовлении. Наиболее благоприятное изменение параметров ударной вязкости и трещиностойкости обнаружено для металла труб, полученных по схемам деформации в вальцах и UOE-формовки, где наблюдается повышение их характеристик. При шаговой формовке JCOE отмечен значительный разброс значений ударной вязкости по сечению трубной заготовки, который уменьшается в готовой трубе. Показано, что деформационное старение приводит к снижению деформационной способности металла, хладостойкости и трещиностойкости, что наиболее характерно для стали с бейнитной структурой. Установлено, что деформационное старение бейнитной стали в значительно большей степени снижает трещиностойкость (работу зарождения, работу распространения трещины, ее критическое раскрытие) при статических испытаниях на изгиб, чем феррито-перлитной стали. Таким образом, в результате деформационного старения в большей степени снижается сопротивление разрушению трубных сталей с бейнитной структурой.

Ключевые слова:эксплуатационная надежность трубопровода, условия формовки труб, тип структуры трубной стали,деформационное старение, трещиностойкость.

Ссылка для цитирования: Мишетьян А.Р., Шабалов И.П., Чевская О.Н., Филиппов Г.А. Влияние условий трубного передела и структурного состояния на эксплуатационную надежность высокопрочных трубных сталей // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 4. С. 455-463.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-455-463

 

EFFECT OF PIPE PRODUCTION CONDITIONS AND MATERIAL STRUCTURE STATE ON OPERATION RELIABILITY OF HIGH-STRENGTH PIPE STEELS

А. R. MISHET’YAN, researcher, mishetyan@bk.ru; I. P. SHABALOV, HD (Tech.), Principal researcher; O. N. CHEVSKAYA, Sen researcher; G. A. FILIPPOV, HD (Tech.), Prof., director, Scientific Center of quality steels (GNC FGUP “CNIIchermet after I.P. Bardin”, Russia, Moscow)

 

Abstract.Operation reliability of a pipeline depends on many factors, including conditions of pipe forming, and a type of structure of pipe steel. Results of study of mechanical properties, impact toughness, crack resistance of pipe steel variation as a result of deformation aging depending on modes of pipe production and type of steel structure state presented. It was shown that standard mechanical properties practically don’t depend on the place of sampling in most extreme sections of pipe circumference and method of deformation at their manufacturing. Most favorable variation of impact toughness parameters and crack resistance was discovered for pipe metal, obtained by deformation schemes in rolls and UOE-forming, where increasing of their characteristics is observed. At the step forming JCOE a considerable scatter of impact toughness values over section of a pipe workpiece was noted, which decreased in the finished pipe. It was shown that deformation aging results in a decrease of deformation ability of the metal, cold resistance, crack resistance, which is most typical for steel with bainite structure. It was established that deformation aging of bainite steel to a greater extent decreases the crack resistance (the work of initiation, the work of propagation of a crack, its critical opening) at static tests for bending, than that of ferrite-perlite steel. Therefore, as a result of deformation aging, the destruction resistance of pipe steels with bainite structure decreases to a greater extent.

Key words:pipeline operation reliability, conditions of pipes forming, type of structure of pipe steel, deformation aging, crack resistance.

For citation:Mishet’yan A.R., Shabalov I.P., Chevskaya O.N., Filippov G.A. Effect of pipe production conditions and material structure state on operation reliability of high-strength pipe steels. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 4, pp. 455-463. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-455-463


УДК 666.762.1

ПОДБОР ОГНЕУПОРОВ ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОВША ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ СТАЛИ

А. А. КОЖУХОВ1, д-р техн. наук, доцент, заведующий кафедрой “Металлургия и металловедение им. С.П. Угаровой”; А. С. ТИМОФЕЕВА1, канд. техн. наук, профессор кафедры “Металлургия и металловедение им. С.П. Угаровой”, uked@yandex.ru; Н. А. МОРОЗОВА2, главный технолог; М. С. БАЗАРОВА2, заведующий лабораторией  ( 1 Старооскольский технологический институт им. А.А. Угарова (филиал) НИТУ “МИСиС”, Россия, Белгородская обл., г. Старый Оскол; 2 ЗАО “Производственно-коммерческая фирма “НК”, Россия, Белгородская обл., г. Старый Оскол)

Аннотация. Выбор конструкции и материала стакана-дозатора промежуточного ковша в значительной степени определяет стабильность процесса разливки стали на сортовых МНЛЗ длинными сериями и качество непрерывнолитой заготовки. Представлены результаты исследований по подбору огнеупорного бетона для таких важных элементов промежуточного ковша, как стакан-дозатор и воронка для стакана-дозатора, которые обеспечивают осуществление “открытого” старта. Приведены физико-химические требования к огнеупорному бетону для стакана-дозатора по составу, пористости, пределу прочности при сжатии и термостойкости. Исследованы три вида огнеупорных смесей на основе электрокорунда для стакана-дозатора с разным соотношением фракционного состава наполнителя. Из этих смесей методом вибропрессования было изготовлено по два образца размером 70×70×70 мм, которые были подвергнуты сушке при 110 °С в течение 24 ч и обжигу при 1300 °С в течение 5 ч. В результате измерения предела прочности, открытой пористости, усадки, термической стойкости и изменения остаточных размеров из дальнейших экспериментов исключены смеси, образцы из которых не соответствуют требованиям по прочности и количеству теплосмен. Проведены эксперименты с образцами размером 50×50×50 мм из состава, показавшего лучшие результаты по свойствам, и из огнеупоров СМКРБТ и КС-95. Лучшие результаты по всем свойствам показал предложенный бетонный огнеупор: термическая стойкость на 24 и 43 % выше соответственно, чем у огнеупоров СМКРБТ и КС-95, предел прочности после обжига на 27,4 и 42,4 % выше, пористость на 24 и 40 % меньше. Для получения бетонного огнеупора для стартовой воронки рассматривали четыре смеси с различным фракционным составом, образцы из которых испытывали при 1500 °С в течение 2 ч, а затем охлаждали в печи до 150 °С. В результате эксперимента определена смесь, образцы из которой имели меньшую усадку (0,3 %) и большую прочность (39,3 МПа). Этот образец один полностью не оплавился. Показано, что подобранные наполнители огнеупорного бетона для элементов промежуточного ковша по фракционному составу и содержанию вяжущего соответствуют требованиям, предъявляемым к огнеупорам для воронки и стакана-дозатора промежуточного ковша МНЛЗ.

Ключевые слова:промежуточный ковш МНЛЗ, огнеупоры для воронки и стакана-дозатора, требования к огнеупорному бетону, фракционный состав наполнителя, предел прочности, открытая пористость, термическая стойкость.

Ссылка для цитирования: Кожухов А.А., Тимофеева А.С., Морозова Н.А., Базарова М.С. Подбор огнеупоров для элементов промежуточного ковша при непрерывной разливке стали // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 4. С. 464-470.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-464-470

 

SELECTION OF REFRACTORIES FOR ELEMENTS OF TUNDISH AT STEEL CONTINUOUS CASTING

А. А. КОZHUKHOV1, HD (Tech.), Prof. Ass., Head of Dpt. “Metallurgy and metal science after S.P. Ugarova”; А. S. TIMOFEEVA1, PhD (Tech.), Prof., Dpt. “Metallurgy and metal science after S.P. Ugarova”, uked@yandex.ru; N. A. MOROZOVA2, Chief technologist; М. S. BAZAROVA2, Head of lab. ( 1 Stary Oskol Technological Institute after A.A. Ugarov (branch) of NITU “MISiS”, Russia, Belgorod rgn., Stary Oskol; 2 CJSC “Production and commercial firm “NK”, Russia, Belgorod rgn., Stary Oskol)

Abstract.Selection of design and material for the nuzzle of tundish to a great extent effects stability of steel continuous casting process at billet CCM in long series and quality of the CC billet. Results of study on selection refractory concrete for such important elements of tundish, as nuzzle and funnel for the nuzzle, which ensure “open” commencing of casting, presented. Physical and chemical requirements to refractory concrete for nuzzle presented, related to composition, porosity, compression ultimate strength and heat resistance. As the materials for nuzzle, three kinds of refractory mixtures based on electrocorundum with various relation of filler fraction composition were studied. Two samples of 70×70×70 mm were made of those mixtures by vibro-pressing method; both two were dried at 110 °Сwithin 24 hours and next sintered at 1300 °Сwithin 5 hours. As a result of ultimate strength and open porosity, shrinkage, thermal resistance, change of residual dimensions measuring, some mixtures were excluded from the further experiments. Rejection was made for mixtures, sample of which did not meet requirements on strength and number of thermal cycles. Experiments were also carried out with samples of 50×50×50 mm, made of composition, which showed best results of properties and made of refractories СМКРБТand КС-95. Best results on all the properties were shown by the proposed concrete refractory: thermal resistance – by 24 and 43% higher comparing with СМКРБТand КС-95 correspondently, ultimate strength after sintering – by 27.4 and 42.4% higher, porosity – by 24 and 40% lower. As the materials for start funnel, four mixtures were considered with various fraction compositions. The samples were tested at 1500 °Сwithin 2 hours and then cooled in the furnace down to 150 °С. As a result of the experiment a mixture was determined, the samples of the concrete had lower shrinkage (0.3%) and higher strength (39.3 MPa). It was the only sample, which remained completely not fused. It was shown that selected fillers of the refractory concrete for the elements of tundish by their fraction composition and binding content meet the requirements for refractories for funnel and nuzzle of CCM tundish.

Key words:CCM tundish, refractories for funnel and nuzzle, requirements to refractory concrete, fraction composition of filler, ultimate strength, open porosity, thermal resistance.

For citation: Kozhukhov A.A., Timofeeva A.S., Morozova N.A., Bazarova M.S. Selection of refractories for elements of tundish at steel continuous casting. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 4, pp. 464-470. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-464-470


УДК 669.1:628.32/34

ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ ОБОРОТНОЙ ВОДЫ МНЛЗ И АГРЕГАТОВ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

Ю. А. ГАЛКИН, д-р техн. наук, профессор, директор; Е. А. УЛАСОВЕЦ, канд. техн. наук, главный инженер; Д. Н. ОБАДИН, канд. техн. наук, начальник экспериментально-наладочного отдела; Д. В. ЕРМАКОВ, заместитель главного инженера, mail@eco-project.ru(ООО “Научно-проектная фирма “ЭКО-ПРОЕКТ”, Россия, г. Екатеринбург)

Аннотация. В “грязных” оборотных циклах охлаждения оборудования МНЛЗ и агрегатов горячей прокатки металла использованная вода загрязнена окалиной, нефтепродуктами и другими компонентами, и поэтому она должна подвергаться очистке на внецеховых установках водоподготовки. Установки, создаваемые инжиниринговыми компаниями стран Евросоюза и СНГ, содержат большое количество энергоемкого, сложного технологического оборудования, электро- и пневмоприводной трубопроводной арматуры большого диаметра и соответствующих систем автоматизированного управления и электроснабжения. В процессе эксплуатации этих установок, особенно при высоком содержании в исходной воде нефтепродуктов, при наличии графита, поверхностно-активных веществ и других компонентов, может происходить кольматация загрузки осветлительных фильтров, что приводит к их выводу из технологической цепи и, следовательно к ухудшению качества подаваемой потребителям воды, сбросу загрязненной продувочной оборотной воды через производственно-дождевую канализацию в водные объекты, увеличенному расходу природной подпиточной воды. Показано, что установки водоподготовки, созданные по инновационной технологии компании “ЭКО-ПРОЕКТ”, имеют более простые технологические цепи и оборудование при одновременном повышении эффективности. Использованная оборотная вода, подаваемая из внутрицеховых ям для окалины, проходит одноступенчатую глубокую реагентную очистку в отстойниках-флокуляторах “ЭП ОФ”, охлаждается на испарительных градирнях и подается потребителям с качеством, превышающим наиболее высокие технические требования. Обезвоживание получаемого при очистке воды осадка до влажности порядка 20 % осуществляется методом одноступенчатого безреагентного безнапорного сгущения и фильтрования в аппаратах “ОКУД”, откуда перегружается грейферным краном непосредственно в вагоны. Затраты энергии на очистку воды и обезвоживание осадка снижены до 5 раз за счет упрощения технологических цепочек и проведения этих процессов в безнапорном режиме с использованием сил гравитации. Приведены примеры установок, созданных на металлургических предприятиях Украины и России.

Ключевые слова: оборотное водоснабжение, установки водоподготовки, реагентная очистка воды, отстойник-флокулятор “ЭП ОФ”, обезвоживание осадка, аппараты “ОКУД”, компания “ЭКО-ПРОЕКТ”.

Ссылка для цитирования: Галкин Ю.А., Уласовец Е.А., Обадин Д.Н., Ермаков Д.В. Инновационная технология очистки оборотной воды МНЛЗ и агрегатов горячей прокатки // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021. Т. 77. № 4. С. 471-477.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-471-477

 

INNOVATION TECHNOLOGY OF CLEANING CCM AND HOT ROLLING MILLS CIRCULATING WATER

YU. A. GALKIN, HD (Tech.), Prof., Director; E. A. ULASOVETS, PhD (Tech.), Chief Engineer; D. N. OBADIN, PhD (Tech.), Head of Experimental and Adjusting Dpt.; D. V. ERMAKOV, Deputy Chief Engineer, mail@eco-project.ru (OJSC “Research and designing firm “ECO-PROECT”, Russia, Ekaterinburg)

Abstract.In “dirty” circulating cycles of cooling equipment of CCM and hot rolling mills, the used water is contaminated by scales, oil products and other components; therefore it should be cleaned at water treatment facilities outside shop. The facilities created by engineering companies of EU and CIS countries have a number of energy intensive complicated technological equipment, electric- and air-powered piping accessories of large diameter and correspondent systems of automated control and power supply. In the process of the facilities operating the initial water often contains oil products, graphite, surface-active agents and other components, which can cause colmatage of clarifying filters. This will cause the failure of the filters and in turn – deterioration of quality of water, supplied to customers, discharge of contaminated purge circulating water through industrial-rain canalization into water reservoirs, increased consumption of natural feeding water. It was shown that water treatment facilities, using the innovation technology of “ECO-PROECT” company, have much simpler technological chains and equipment at increased efficiency at the same time. Used circulating water, supplied from in-shop scale pits, subjects to one-stage deep reagent cleaning in sediment tanks-flocculators “EP OF”, cooling in cooling towers and supplied to consumers with a quality, exceeding the highest technical requirements. Dewatering of the sediment, formed after cleaning of water down to wetness of 20% is accomplished by the method of one-stage non-reagent non-pressure thickening and filtering in “ОКUD” facilities, from where it is transferred by grab crane directly into dumpcars. Energy costs for water cleaning and sediment dewatering was decreased by 5 times due to simplifying technological chains and accomplishing the processes in a non-pressure mode utilizing gravitation force. Examples of facilities, constructed at metallurgical plants of Ukraine and Russia presented.

Key words:circulating water supply, water treatment facilities, reagent cleaning of water, sediment tank-flocculator “EP OF”, sediment dewatering, facilities “ОКUD”, company “ECO-PROECT”.

For citation:Galkin Yu.A., Ulasovets E.A., Obadin D.N., Ermakov D.V. Innovation technology of cleaning CCM and hot rolling mills circulating water. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 4, pp. 471-477. (In Russ.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-4-471-477

   


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" " № 4/2021

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

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

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

 

ОАО "Черметинформация"