Молекулярный абсорбционный анализ

• расхода ферросплавов на 0,5-1,2 кг/т стали;

• содержания вредных примесей в стали на 70%;

• содержания водорода до 1-2 п.п.м.

Непрерывная разливка стали

Для снижения отходов металла в составе сталеплавильных цехов сооружаются установки непрерывной разливки стали, обеспечивающие отливку заготовок различного сечения - блюмс, сорт, сляб, тонкий сляб.

В зависимости от сортамента разливаемых сталей могут устанавливаться радиальные, криволинейные и вертикальные с изгибом машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

Устанавливаемые МНЛЗ оборудуются устройствами быстрой смены промежуточных и сталеразливочных ковшей, разливки открытой и закрытой струей, газовой и механической порезки заготовок, клеймения, отгрузки и упаковки отливаемой продукции. Установки непрерывной разливки стали оснащаются системами оборотного водоснабжения, централизованной технологической смазки и смазки узлов оборудования, ремонта и подготовки сменных и быстро изнашиваемых узлов. Внедрение в сталеплавильных цехах непрерывной разливки стали обеспечивает:

• 97-99% выход годной стали;

• снижение обрези и потерь металла на 8-15%.

По нашим проектам построено 7 блюмовых, 5 сортовых и 10 слябовых МНЛЗ. Вводимые в эксплуатацию сталеплавильные комплексы по проектам института соответствуют последним достижениям техники, технологии и отличаются компактностью объемно-планировочных решений и высоким уровнем технических решений.

В ходе проектирования институт осуществляет согласование с заказчиком принимаемых основных технических решений, участвует совместно с заказчиком в согласовании проектов с инспектирующими инстанциями, участвует в авторском надзоре за строительством, вводом в эксплуатацию и выходом объекта на проектную мощность.

Отбор проб для анализа

Проба материала, поступающая в лабораторию (лабораторная проба) должна быть представительной, т.е. состав пробы и всей партии объекта анализа должны быть идентичными.

Партией считают определенное количество однородного сырьевого материала или изделий. Обычно это весьма значительные массы природных и промышленных объектов. Поэтому от партии отбирают среднюю пробу.

Средней пробой называют относительно небольшое количество исследуемого материала, которое по своему составу, физическим и физико-химическим свойствам соответствует всей партии.

На промышленных предприятиях отбор проб и подготовку их для передачи на анализ производят работники цехов и ОТК, которые и отвечают за правильность отбора.

Различают три вида проб:

Первичная или генеральная проба отбирается на первом этапе от большой массы материала. Масса отобранного материала может быть до 100 кг и более.

Лабораторная или паспортная проба получается путем сокращения первичной пробы до массы, необходимой для выполнения всех анализов(1-2 кг.) Проба шифруется, и часть ее хранится в ОТК до полного расходования партии материала (не менее 6 месяцев)

Аналитическая проба отбирается от лабораторной для проведения анализа. Масса ее обычно до 1г., при очень малом содержании анализируемого элемента навеску увеличивают до 5-10г.

Правила пробоотбора регламентируется нормативно-технической документацией (ГОСТы, ТУ),частота и точки отбора проб для аналитического контроля определяются технологической картой контроля в соответствии со схемой производства.

Методы отбора проб разнообразны и завися от многих факторов, в том числе от агрегатного состояния проб (твердое, расплавленное, жидкое, газообразное), их физико-химических свойств, гранулометрических характеристик твердых материалов от того находится ли проба в состоянии покоя или движения (на транспортере, в трубопроводе) и других условий производства.

Для определения химического состава плавки сталей к сплавов открытой выплавки от каждого ковша отбирают одну-три пробы. Две пробы отбирают после разливки примерно половины металла ковша. Одну пробу отбирают, если есть возможность использовать оставшийся металл пробы для повторного анализа Вторую пробу отбирают для повторного анализа.

Три пробы отбирают после слива 1/4, 1/2 и 3/4 ковша.

При отливке слитков, состоящих из одной и более плавок, пробы отбирают в начале или конце разливки каждого ковша

При разливке плавок небольшой массы под вакуумом или в защитной атмосфере отбирают одну пробу в начале или конце разливки.

Для определения химического состава плавок сталей с установок непрерывной или полунепрерывной разливки отбирают одну пробу в середине разливки каждого ковша. Допускается отбирать пробу от заготовки, отлитой в середине разливки каждого ковша.

Химический состав сталей электрошлакового, вакуумнодугового, плазменно-дугового и электронно-лучевого переплава устанавливается по пробе, взятой из ковша исходной плавки, за исключением элементов, содержание которых меняется при переплаве и которые установлены нормативно-технической документацией на конкретную продукцию.

Для определения химического состава стали вакуумно-индукционной выплавки, а также стали электрошлакового, вакуумно-дугового, электронно-лучевого и плазменно-дугового переплавов по элементам, содержание которых меняется при переплаве и которые установлены нормативно-технической документацией на конкретную продукцию, пробы отбирают от слитков, передельного металла или от готового проката.

При электрошлаковом переплаве электродов из двух исходных плавок методом парной комплектации химический состав стали электрошлакового переплава устанавливается как среднее арифметическое результатов определения элементов в пробе исходных плавок.

Пробу отбирают нагретой ложкой, наполняемой под струей, или пробницей, погружаемой в жидкий металл. Допускается заливать металл в стаканчик-изложницу дросселированной струей непосредственно из ковша.

Для труднообрабатываемых сталей и сплавов разрешается отбор проб гранулированием.

Схемы стаканчиков-изложниц для отбора проб приведены на рисунках.

Масса пробы для химического анализа должна быть 0,3—2,0 кг, для спектрального анализа — 0,15—1,0 кг. Допускается использовать одну и ту же пробу для химического и спектрального анализа.

При разливке металла в стаканчик-изложницу не допускается недолив и перелив, расплескивание и разбрызгивание металла, прерыв струи.

Металл в стаканчике должен застывать спокойно. Для раскисления неуспокоенной стали к пробе добавляют алюминий чистотой не менее 99% из расчета его массовой доли в пробе не более 0,2%. При определении, алюминия применяют силикокальций, ферросилиций, ферромарганец и другие.

Охлажденные пробы металла освобождают из стаканчиков-изложниц. Допускается охлаждать пробы обдувом сжатым или вентиляторным воздухом, а также в воде. Температура пробы перед погружением в воду не должна превышать 500°С.

Пробу маркируют номером плавки, ковша и порядковым номером пробы. Высота цифр для клейма должна быть 5—10 мм. Допускается применять другие методы маркировки проб, обеспечивающие ее четкость и сохранность.

Проба должна быть плотной, без трещин, раковин, видимых шлаковых включений. На поверхности пробы не допускаются заусенцы, плены, пояса от прерыва струи при разливке, наплавы в верхней части пробы.

Допускается пробы ковать и подвергать отжигу.

Поверхность металла в местах отбора пробы в виде стружки очищают от шлака, механических загрязнений, окалины.

Пробу в виде стружки стали отбирают фрезерованием, обточкой, строганием всего поперечного сечения пробы, или сверлением середины одной из боковых поверхностей на глубину до продольной оси пробы. Пробу отбирают без смазки. Допускается для охлаждения применять дистиллированную воду. Поверхность стружки не должна иметь цветов побежалости.

Стружку толщиной 0,3—0,4 мм тщательно перемешивают. Подготовленную пробу помещают в закрывающуюся емкость. Масса пробы должна быть 20—100 г.

Для спектрального анализа отрезают нижнюю часть пробы на расстоянии 1/3 высоты. Шероховатость поверхности отрезанной части Rz должна быть не более 20 мкм по ГОСТ 2789—73. Допускается использовать неразрезанные пробы. С нижней части-пробы стачивают слой толщиной 1,5—2,0 мм. При этом должна быть обеспечена шероховатость поверхности Rz не более 20 мкм по ГОСТ 2789—73.

На обработанной поверхности пробы не допускаются видимые невооруженным глазом раковины, шлаковые включения, а также дефекты механической обработки, трещины и цвета побежалости.

Пробу хранят не менее 3 мес. Допускается при применении сталей и сплавов внутри предприятия устанавливать другой срок хранения.

 

 

Рисунок 1 Стаканчик – изложница с формой усеченного конуса

 

 

 

Рисунок 2 Стаканчик – изложница с формой усеченной четырехграмной пирамиды

 

Рисунок 3 Материал: 1 – медь: 2, 3, 4, 5 - сталь

 

Рисунок 4 Пробницаразъемная для отбора проб жидкой стали

 

 

 

Рисунок 5 Пробницаразъемная для отбора проб жидкой стали

 

 

 

 

 

 

1.3 Влияние качества проб  на технико – экономические показатели производства

Современное состояние технологии выплавки и разливки стали в изложницы не гарантируют получения слитков с одинаковым химическим составом по сечению и высоте, при этом, чем больше развес слитков, тем более резко проявляется их химическая неоднородность.

В процессе охлаждения металла в изложнице и кристаллизации слитка образуются внутренние дефекты (усадочные раковины, сегрегация химических элементов, газонасыщенность и др.), которые последующим технологическим переделом устраняются или уменьшаются. Кроме того, встречаются внутренние дефекты, не связанные со спецификой технологии выплавки и разливки, а являющиеся результатом нарушения установленной технологии выплавки, разливки и охлаждения слитков (плохоераскисление металла, низкая или высокая температура и скорость разливки и др.). К числу таких дефектов относятся: неметаллические включения, пузыри, усадочная рыхлость, осевая и центральная повышенная ликвация, пятнистая ликвация, древовидный излом, внутренние трещины в слитках и др.

Кроме вышеуказанных дефектов, нарушение технологии производства или неправильно выбранный режим той или иной операции сталеплавильного производства может привести к образованию также поверхностных дефектов. К наиболее часто встречающимся поверхностным дефектам относятся рванины, поперечные и продольные трещины, плены, осповины, шлаковые включения и др., которые подлежат удалению с поверхности слитков.

К основным параметрам слитков, влияющим на качество, относятся их развес, форма и соотношение геометрических размеров. Параметры зависят от химического состава и назначения металла.

Развес слитков для прокатного производства может колебаться в широких пределах от 100 кг до 50 т и выше. Следует отметить, что если раньше слитки среднелегированных и высоколегированных марок сталей отливали преимущественно небольших развесов, то: в последнее время технология сталеплавильного и прокатного производства настолько прогрессировала позволяет получать готовую продукцию средне и высоколегированной стали из слитков большого развеса.

Форма слитков бывает самая разнообразная: квадратная, прямоугольная, круглая, многогранная, волнистая и др., но наиболее распространенными формами являются квадратная, прямоугольная и круглого сечения. При этом в одинаковой степени применяются как слитки, уширенные кверху, так и уширенные книзу.

Качество стального слитка определяется степенью развития дефектов и возможностями их устранения без снижения технико-экономических показателей производства при условии получения готовой продукции в строгом соответствии с ГОСТом.

Влияние внутренних дефектов слитков может быть несколько снижено или локализовано за счет дальнейшей правильной технологии передела (нагрева, прокатки, охлаждения и др.), а поверхностные дефекты должны быть удалены непосредственно со слитка или же в случае горячего посада с полуфабриката.

Качество полуфабриката в большой степени зависит как от качества исходного металла - слитка, так и от технологии передела слитков: нагрева, прокатки и охлаждения полуфабриката. Правильно выбранная технология передела в значительной степени улучшает металл, и, наоборот, неправильная технология усугубляет пороки слитков и в увеличенном количестве передает их полуфабрикату.

Наиболее часто встречающиеся пороки прокатного происхождения следующие: перегрев, пережог, закат, царапины, флокены, по геометрическим размерам, обезличенные и др.

Перед посадкой в нагревательные колодцы и печи слитки подвергаются контролю по состоянию поверхности и по правильности маркировки.

Контроль состояния поверхности слитков производится путем внешнего осмотра либо непосредственно перед посадкой в нагревательные колодцы при горячем всаде, либо в случае применения слитков холодного всада, на адъюстаже сталеплавильного цеха. Слитки не должны иметь поверхностных дефектов в виде рванин, трещин, плен, шлаковых включений, оспоаин и др., размеры которых превышают нормы, установленные техническими условиями. В зависимости от марки стали, назначения, глубины залегания, и протяженности дефектов могут быть применены те или иные способы зачистки поверхности.