NOVÉ VÝROBNÍ TECHNOLOGIE VYBRANÝCH JAKOSTÍ SE ZAMĚŘENÍM NA SNÍŽENÍ VÝROBNÍCH NÁKLADŮ

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "NOVÉ VÝROBNÍ TECHNOLOGIE VYBRANÝCH JAKOSTÍ SE ZAMĚŘENÍM NA SNÍŽENÍ VÝROBNÍCH NÁKLADŮ"

Drahomíra Doležalová
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 NOVÉ VÝROBNÍ TECHNOLOGIE VYBRANÝCH JAKOSTÍ SE ZAMĚŘENÍM NA SNÍŽENÍ VÝROBNÍCH NÁKLADŮ a Miloš MASARIK, b Libor ČAMEK, a Jiří DUDA, a Zdeněk ŠÁŇA a EVRAZ VÍTKOVICE STEEL, a. s., Štramberská 2871/47, Czech Republic, EU b VŠB Technical University of Ostrava, FMMI, 17. listopadu 15/2172, Ostrava, Czech Republic, EU, libor.camek@vsb.cz Abstrakt Současný výrobní program v ocelárně EVRAZ VÍTKOVICE STEEL a.s. obsahuje souhrn jakostí v úrovni dvou řádů a z toho plynoucích řady kombinací metalurgických a technologických výrobních postupů. V provozu ocelárny jsou výrobními agregáty dva kyslíkové konvertory, na které navazuje zařízení mimopecního zpracování s pánvovou pecí a dvěma kesony osazené kyslíkovou tryskou s následným odléváním do bramových ocelových předlitků. Jednotlivé výrobní postupy jsou standardně vedeny podle detailních technologických předpisů. Z pohledu současné ekonomické stagnace je nutné hledat nové mimořádné výrobní technologie, pro získání možnosti nákladových úspor, s ohledem k dodržení standardů výroby dané značky oceli. Článek předkládá jeden z takových příkladů, zavedení nového výrobního postupu, který byl testován při výrobě konstrukční oceli jakosti S ÚVOD Pro výrobu oceli v provozu ocelárny EVRAZ VÍTKOVICE STEEL a.s. jsou k dispozici dva kyslíkové výrobní agregáty, konvertory K1 a K2. Následné zpracování oceli se realizuje na navazujícím zařízení mimopecního zpracování oceli, kde je možné použít pánvovou pec (LF) a dva kesony (ISSM), které jsou osazeny kyslíkovou tryskou. Finálně zpracovanou taveninu je možné odlévat na zařízení bramového kontilití (ZPO). Výstupní rozměry předlitků mohou být odlévány v tloušťkách 145 mm, 180 mm a 250 mm s limitovanou šířkou od 800 mm do 1600 mm. Předlitky těchto formátů jsou dále zpracovány na válcovně profilů a především na válcovně tlustých plechů do různých tlouštěk a šířek dle požadavků zákazníků. 2. VARIANTY STANDARDNÍCH VÝROBNÍCH POSTUPŮ V PROVOZU OCELÁRNY Technologické a metalurgické postupy výroby byly v provoze ocelárny postupně zpracovávány v souvislosti se vznikající investiční výstavbou nového technologického zařízení anebo jeho modernizací. Na obr. 1 jsou schematicky znázorněny jednotlivé výrobní agregáty a související technologická pracoviště provozu ocelárny. Naznačeny jsou také jednotlivé varianty výrobních postupů [1]. Obr. 1 Schéma výrobních postupů provozu ocelárny

cz Abstrakt Současný výrobní program v ocelárně EVRAZ VÍTKOVICE STEEL a.s. obsahuje souhrn jakostí v úrovni dvou řádů a z toho plynoucích řady kombinací metalurgických a technologických výrobních postupů.

2 Podle zakázkové náplně jednotlivých jakostí oceli na požadovanou čistotu taveniny jsou definovány jednotlivé varianty výrobní technologie. varianta výrobní technologie č. 1 varianta výrobní technologie č. 2 varianta výrobní technologie č. 3 K LF ZPO K ISSM LF ZPO K LF ISSM ZPO Jako příklad lze uvést některé parametry pro variantu výrobní technologie č. 3, která zajišťuje výrobu oceli s maximální dosažitelnou čistotou, kupříkladu obsahy prvků v konečné analýze S 3 ppm, H 2 ppm a O 25 ppm. 3. STRUČNÁ CHARAKTERISTIKA STANDARDNÍHO VÝROBNÍHO POSTUPU PRO JAKOST S 355J2 Pro výrobu jakosti oceli S 355J2 dle ČSN EN byla na základě požadovaných parametrů zákazníka se zaručenou čistotou materiálu, dosaženou kontrolní zkouškou ultrazvukem u plechů dle normy SEL 072 stupeň 3 s výstupním produktem plechů do tloušťky 30 mm, zvolena výrobní technologie č. 2 s postupem K IS LF ZPO. Základní údaje o chemickém složení jakosti oceli S 355J2 podle normy ČSN EN a podle detailního technologického předpisu (DTP) jsou uvedeny v Tab. 1 Tab. 1 Chemické složení jakosti oceli S 355J2 Analýza hm. [%] S 355J2 max. DTP min. DTP max. C Mn Si P S Al 0,20 1,60 0,55 0,025 0,025 0,15 1,45 0,15 0,02 0,18 1,55 0,25 0,025 0,005 0,06 Některé vymezené hodnoty mechanických vlastností jsou uvedeny v Tab. 2. Tab. 2 Mechanické vlastnosti jakosti oceli S 355J2 Mechanické vlastnosti mez kluzu ReH [MPa] mez pevnosti Rm [MPa] S 355 J2 max Při využití varianty výrobní technologie K ISSM LF ZPO byl využíván standardní postup dezoxidace a legování v licí pánvi (LP) pod konvertory pomocí komplexních přísad SiMn, FeMn a FeSi. Závěrečná dezoxidace oceli byla vedena přísadou cca 1,5 kg/t oceli pomocí Al housek a současně podpořena přísadou karbidu vápníku (CaC2) v množství 0,5 1 kg/t oceli. Tvorba strusky byla vedena přídavkem kg/t oceli směsí CaO a Al2O3. Základní dezoxidace a legování v licí pánvi pod konvertory je spojeno se zvýšenými propaly dodávaných prvků a jejich částečnému přechodu do strusky. Těmito postupy se částečně degradovala požadovaná čistota oceli a chemické složení nově vznikající rafinační strusky. Údaje o technologických postupech (TP) v provozu ocelárny jsou obsaženy v Tab. 3 s označením TP 1, TP 2 a TP 3.

3, která zajišťuje výrobu oceli s maximální dosažitelnou čistotou, kupříkladu obsahy prvků v konečné analýze S 3

3 Tab. 3 Technologické postupy dezoxidace a legování v LP pod konvertory Přísada TP č. 1 TP č. 2 TP č. 3 [ kg/t ] SiMn 20 12,5 0 FeSi 1,7 1,2 0 FeMn 0 7,5 18,7 Al 1,7 1,7 0 CaC C smolný 0,5 0,5 0,5 Struskotvorné přísady Pro příklad navazující standardní technologie ISSM byla vybrána tavba ze sekvence s počtem 6 taveb, vyráběné jakosti S355J2. V tab. 4 jsou uvedeny některé průběhy měřených hodnot obsahu plynů ve spalinách při zpracování standardním technologickým postupem v zařízení ISSM. Tab. 4 Obsah plynů při zpracování tavby v zařízení kesonu při TP č. 2 Technologické postupy č. 1 a č. 2 vedou ve výrobní fázi pod konvertorem k uklidnění taveniny a následně při zpracování v kesonu, již nedochází k uhlíkovému varu a snížení kyslíku v tavenině (tab. 4) a veškeré reakce jsou zde iniciovány pouze na základě prodmýchávání taveniny argonem. Vlastní činnosti v zařízení kesonu jsou již minimalizovány na drobné dolegování a dodržení doby hlubokého vakua. 4. Nová výrobní technologie pro jakost S 355J2 Neustálé snahy po úsporných opatřeních a to ve spojení s kesonovým zpracováním vedly k navržení nových výrobních postupů u dané jakosti. Pro nové výrobní technologie bylo možné zvolit několik variant, tak aby byl dosažen výsledný efekt ve správné analýze požadované zákazníkem. V tab. 3 je uveden příklad technologického postupu dezoxidace a legování č. 3 ve fázi zpracování oceli při odpichu oceli v LP pod konvertorem, který zajišťuje nejenom výslednou analýzu požadované jakosti, ale řeší také výši výrobních nákladů.

tavba ze sekvence s počtem 6 taveb, vyráběné jakosti S355J2. V tab.

4 Základem je částečné využití uhlíkové reakce při zpracování v ISSM spojené s hlubokým vakuem pro dezoxidaci a rafinaci oceli. Podstatou navržené nové technologie legování oceli v licí pánvi pomocí FeMn a koksu (tab. 3) je dosažení příznivého celkového obsahu kyslíku v oceli pro snadnější řízení uhlíkového varu ve vakuu. Během uhlíkové reakce ve vakuu klesají obsahy jak uhlíku, tak i kyslíku v oceli, což je velice účinný a čistý způsob dezoxidace oceli. Poklesy obou prvků je možné nalézt například na Vacher- Hemiltonovu diagramu, který dokumentuje pokles obou prvků se snižujícím se tlakem [2]. Pro názorné porovnání oproti použití standardní technologii v ISSM byla vybrána tavba z testované sekvence vyráběné jakosti S355J2. V tab. 4 jsou uvedeny některé průběhy měřených hodnot obsahu plynů ve spalinách při zpracování novou výrobní technologií. Tab. 4 Obsah plynů při zpracování tavby v zařízení kesonu při TP č. 3 Po prvních provedených zkouškách bylo zjištěno, že během úvodního zpracování při homogenizaci ocelové taveniny a následném vytvoření hlubokého vakua dochází k poměrně bouřlivé uhlíkové reakci v ocelové tavenině. Po několika zkouškách byla doba uhlíkové reakce stanovena na dobu 5 minut, kdy bylo možné ještě akceptovat pokles teploty spojený s varem ocelové taveniny. Po této době byla uhlíková reakce zastavena přídavkem 0,6 kg/t oceli granulovaného Al a dále bylo pokračováno v úplném dokončení legování v hlubokém vakuu podle požadovaného chemického složení. 5. ZÁVĚR Testováním nové výrobní technologie pro jakost S 355J2 byly doposud dílčím hodnocením prokázány úspory ve spotřebě Al ve výši kolem 0,7 kg/t oceli a to se sníženým propalem Si. Legování Si bylo prováděno až do plně uklidněné ocelové taveniny v hlubokém vakuu. Hodnota úspory přísad je stále částečně snižována poklesem teploty během vakuového zpracování, což má za následek nutnost opětovného příhřevu na závěrečném zařízení sekundární metalurgie LF stanici. Nová výrobní technologie zpracování se jeví jako perspektivní s cílem v dosahování úspor ve spotřebě dezoxidačních a legujících přísad kovopřísad a současně v dosahované čistotě oceli. Zkušební tavby budou dále prováděny v souvislosti se zakázkovou náplní testované jakosti S 355J2.

Během uhlíkové reakce ve vakuu klesají obsahy jak uhlíku, tak i kyslíku v oceli, což je velice účinný a čistý způsob dezoxidace oceli.

5 LITERATURA [1] R. Rech, L. Čamek, Některé aplikace keramických materiálů licích pánví na zařízení sekundární metalurgie EVRAZ VÍTKOVICE STEEL a.s. In 24. ročník konference o teorii a praxi výroby a zpracování oceli. Sborník přednášek. Rožnov pod Radhoštěm, dubna 2008, TANGER spol. s.r.o., s ISBN [2] Thermodynamic study of non-metallic inclusion, Stolberg division, slide show, EVRAZ VÍTKOVICE STEEL a.s., Ostrava 2011, pp. 36.

a.s. In 24. ročník konference o teorii a praxi výroby a zpracování oceli. Sborník přednášek.

Podobné dokumenty

MOŽNOSTI PREDIKCE DOSAŽENÍ POŽADOVANÉ LICÍ TEPLOTY OCELI PRO ZAŘÍZENÍ PLYNULÉHO ODLÉVÁNÍ

MOŽNOSTI PREDIKCE DOSAŽENÍ POŽADOVANÉ LICÍ TEPLOTY OCELI PRO ZAŘÍZENÍ PLYNULÉHO ODLÉVÁNÍ PREDICTION POSSIBILITIES OF ACHIEVING THE REQUISITE CASTING TEMPERATURE OF STEEL IN CONTINUOUS CASTING EQUIPMENT