АО «Уральская Сталь», Новотроицк, Россия:

Г. А. Куницын, технический директор, докт. техн. наук, эл. почта: g.kunitsyn@uralsteel.com
М. С. Кузнецов, начальник отдела, канд. техн. наук, эл. почта: m.kuznetsov@uralsteel.com

Новотроицкий филиал НИТУ «МИСиС», Новотроицк, Россия:
А. Н. Шаповалов, заведующий кафедрой металлургических технологий и оборудования, доцент, канд. техн. наук, эл. почта: alshapo@misis.ru

ООО НПП «Технология», Челябинск, Россия:
И. В. Бакин, начальник отдела инноваций, модернизации и технического развития, эл. почта: igor.npp.bakin@gmail.com

Внепечная обработка стали кальцийсодержащими порошковыми проволоками является неотъемлемой частью современной технологии производства. Однако применение только силикокальция и алюминия не всегда позволяет изменять в нужном направлении морфологию неметаллических включений (НВ) и создавать условия для их удаления из жидкого металла. Представлены результаты опытно-промышленного эксперимента по производству стали с повышенными требованиями к НВ, в ходе которого при внепечной обработке вместо стандартной проволоки с силикокальцием марки СК40 применяли порошковую проволоку с комплексными наполнителями, содержащими, кроме кальция, такие щелочноземельные металлы, как барий и стронций. Установлено, что замена силикокальция на опытные варианты модификаторов обеспечила снижение максимального балла загрязненности листового проката по силикатам хрупким (СХ) с 4,0 до 1,5–2,5. Максимальная загрязненность листового проката по силикатам недеформирующимся (СН) снизилась с 4,0 баллов по стандартной технологии до 3,0–3,5 баллов при использовании опытных микрокристаллических модификаторов. Результатом снижения загрязненности стали НВ при применении опытных модификатором стало улучшение основных физических свойств металлопроката. Замена силикокальция на опытные модификаторы привела к улучшению прочностных свойств проката как при статических испытаниях на растяжение, так и при динамических испытаниях на ударный изгиб при пониженных температурах. Указанное влияние наблюдалось при всех расходах опытных модификаторов. При этом с увеличением расхода модификаторов положительное влияние на механические свойства стали, как правило, усиливалось.

В работе принимали участие В. А. Голубцов, И. В. Рябчиков, А. А. Токарев, В. В. Новокрещенов, А. О. Оводов.

1. ГОСТ 1778–70. Сталь. Металлографические методы определения неметаллических включений. — Введ. 01.01.1972.
2. Дюдкин Д. А., Кисиленко В. В. Современная технология производства стали. — М. : Теплотехник, 2007. — 529 с.
3. Basak S., Kumar Dhal R., Roy G. G. Efficacy and recovery of calcium during CaSi cored wire injection in steel melts // Ironmaking & Steelmaking. 2010. Vol. 37, Iss. 3. P. 161–168.
4. Ren Y., Zhang L., Li Sh. Transient Evolution of Inclusions during Calcium Modification in Linepipe Steels // ISIJ International. 2014. Vol. 54, Iss. 12. P. 2772–2779.
5. Zhao D., Li H., Cui Y., Yang J. Control of Inclusion Composition in Calcium Treated Aluminum Killed Steels // ISIJ International. 2016. Vol. 56, Iss. 7. P. 1181–1187.
6. Gollapalli V., Venkata Rao M. B., Karamched Phani S., Borra Ch. Rao, Roy Gour G., Srirangam P. Modification of oxide inclusions in calcium-treated Al-killed high sulphur steels // Ironmaking & Steelmaking. 2019. Vol. 46, Iss. 7. P. 663–670.
7. Liu C., Kumar D., Webler B. A. et al. Calcium Modification of Inclusions via Slag/Metal Reactions // Metallurgical and Materials Transaction. 2020. Vol. 51. P. 529–542.
8. Yang Sf., Li Js., Wang Zf. et al. Modification of MgO·Al₂O₃ spinel inclusions in Al-killed steel by Ca-treatment // Int J Miner Metall Mater. 2011. Vol. 18. P. 18–23.
9. Yang W., Zhang L., Wang X., Ren Y., Liu X., Shan Q. Characteristics of Inclusions in Low Carbon Al-Killed Steel during Ladle Furnace Refining and Calcium Treatment // ISIJ International. 2013. Vol. 53, Iss. 8. P. 1401–1410.
10. Zhao D., Li H., Bao Ch., Yang J. Inclusion Evolution during Modification of Alumina Inclusions by Calcium in Liquid Steel and Deformation during Hot Rolling Process // ISIJ International. 2015. Vol. 55, Iss. 10. P. 2115–2124.
11. Zhang T., Liu C., Mu H., Li Y., Jiang M. Inclusion evolution after calcium addition in Al-killed steel with different sulphur content // Ironmaking & Steelmaking. 2018. Vol. 45, Iss. 5. P. 447–456.
12. Хорошилов А. Д., Григорович К. В. Термодинамические особенности модифицирования неметаллических включений кальцием в низкоуглеродистых сталях, раскисленных алюминием // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2019. № 62(11). С. 860–869.
13. Kumar B., Mishra S., Rao M. B. V., Roy G. G. Experimental investigation of recovery and efficiency of calcium addition through cored wire in steel melt at Visakhapatnam Steel Plant // Ironmaking & Steelmaking. 2019. Vol. 46, Iss. 5. P. 454–462.
14. Голубцов В. А., Милюц В. Г., Цуканов В. В. Влияние комплексного модифицирования на загрязненность неметаллическими включениями судостроительной стали // Тяжелое машиностроение. 2013. № 1. С. 2–5.

15. Бакин И. В., Шабурова Н. А., Рябчиков И. В. и др. Экспериментальное исследование рафинирования и модифицирования стали сплавами Si–Ca, Si–Sr и Si–Ba // Сталь. 2019. № 8. С. 14–18.
16. Irons G. A., Tong X.-P. Treatment of Steel with Alkaline-earth Elements // ISIJ International. 1995. Vol. 35, Iss. 7. P. 838–844.
17. Рожихина И. Д., Нохрина О. И., Дмитриенко В. И., Платонов М. А. Модифицирование стали барием и стронцием // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2015. № 58(12). С. 871–876.
18. Морозов С. С., Кузнецов А. А., Болдырев Д. А. Повышение эксплуатационной стойкости оснастки из жаропрочной аустенитной стали обработкой барий-стронциевыми карбонатитами // Сталь. 2020. № 4. С. 41–43.
19. Mukai K., Han Q. Application of Barium-bearing Alloys In Steelmaking // ISIJ International. 1999. Vol. 39, Iss. 7. P. 625–636.
20. Григорович К. В., Демин К. Ю., Арсенкин А. М. и др. Перспективы применения барийсодержащих лигатур для раскисления и модифицирования транспортного металла // Металлы. 2011. № 5. С. 146–156.
21. Макровец Л. А., Самойлова О. В., Михайлов Г. Г., Бакин И. В. Фазовые равновесия, реализующиеся при раскислении силикостронцием низкоуглеродистого расплава на основе железа // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2021. № 64(6). С. 413–419.
22. Шаповалов А. Н., Голубцов В. А., Бакин И. В., Рябчиков И. В. Применение комплексных модификаторов для снижения загрязненности стали коррозионно-активными неметаллическими включениями // Черные металлы. 2020. № 6(1062). С. 4–10.
23. Бакин И. В., Шаповалов А. Н., Кузнецов М. С. и др. Промышленные испытания микрокристаллических комплексных сплавов с ЩЗМ при выплавке трубной стали // Сталь. 2020. № 11. С. 21–25.
24. ГОСТ 1497–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. — Введ. 01.01.1986.
25. ГОСТ 9454–78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. — Введ. 01.01.1979.