Vývoj optimalizace metalurgických a technologických parametrů pro minimalizaci vznikajících vad plynule litých bramových ocelových předlitků

Miloš Masarik

Doctoral thesis

Development and optimalization of metallurgical and technological parametrs to minimize defects arising continuously cast steel slabs

Abstract:

Plynule odlévané bramové ocelové předlitky, které řadíme mezi ploché výrobky, nacházejí uplatnění v celém strojírenském průmyslu. Mezi finální výrobky plynule litých bramových ocelových předlitků patří především plechy pro lodní průmysl, mostní konstrukce, dopravní stroje, tlakové nádoby, tvarové výpalky a produktovody pro výrobu potrubí. Předpokladem výroby kvalitních finálních výrobků je výroba plynule litých bramových ocelových předlitků s přesným chemickým složením, tvarem bramy, vysokou vnitřní čistotou a dokonalým vnějším povrchem bramy. V případě povrchových vad plynule litých bramových ocelových předlitků ovlivňují tyto vady finální povrch plechů a jejich mechanické vlastnosti. Povrchové vady, které mají iniciaci už v krystalizátoru, se mohou rozvíjet nevhodně nastaveným sekundárním chlazením. Experimentální část disertační práce je věnována řešení problematiky výzkumu a vývoje optimalizace metalurgických a technologických parametrů pro minimalizaci vznikajících vad plynule litých bramových ocelových předlitků na jednoproudém bramovém zařízení tloušťky 250 mm. Pro užší specifikaci bylo zvoleno hodnocení skupiny jakostí oceli S355. Shrnutí teoretických a praktických znalostí a dovedností bylo verifikováno na jednotlivých technologických uzlech zařízení kontilití, kde bylo dosaženo snížení množství vznikajících vad na plynule litých ocelových bramových předlitcích. Obsahem práce jsou provedené způsoby řešení vnitřního uspořádání mezipánve, vlivy proudění oceli z mezipánve do krystalizátoru přes ponornou výlevku a nové možnosti využívání licích prášků. V oblasti licího oblouku jsou to možnosti změn primárního chlazení a optimalizace nastavení sekundárního chlazení zařízení plynulého odlévání. Zpětnou vazbou pro kontrolu testovaných a realizovaných změn v celé výrobní technologii bramového kontilití bylo dosažení optimalizace systému hodnocení povrchových vad a nastavení predikce jakosti u plynule litých bramových ocelových předlitků.

Abstract:

Continuously cast steel slabs, classified as flat products, find their use across the entire machine-engineering industry. The final products made of continuously cast steel slabs include metal sheets for ship-building industry, bridge structures, transport machines, pressure vessels, flame-cutting shape cuts, and pipelines. High-quality final products production requires the continuous cast steel slabs to be manufactured with accurate chemical composition, precise slab shape, high internal purity, and flawless slab outer surface. Any surface defects of continuously cast steel slabs impact the final surface of metal sheets and their mechanical properties. The surface defects initiated already in the mould may further develop by improperly set secondary cooling. The experimental part of the thesis focuses on the research and development of optimizing the metallurgy and technology parameters in order to minimize the defects occurring in continuously cast steel slabs in single-strand slab machine with 250 mm slab thickness. To narrow down the specification, the S355 steel grade group evaluation has been selected. The complex of theoretical and practical knowledge and skills has been verified at individual technology nodes of continuous casting machine. The efforts resulted in reducing the quantity of defects originating in continuously cast steel slab blanks. The thesis describes the applied designs of tundish internal layout, impacts of steel flowing from tundish to mould through submerged entry nozzle, and new possibilities of mould powders use. In the area of the casting arc it focuses on the options of primary cooling alterations and optimization of secondary cooling setting at the continuous casting machine. As the feedback for checking the tested and implemented changes in the entire slab continuous casting technology served the optimization of surface defects evaluation system and settings of the quality prediction for continuously cast steel slabs.

Keywords

plynule litý bramový ocelový předlitek, mezipánev, ponorná výlevka, licí prášek, sekundární chlazení, predikce jakosti

Keywords

continuously cast steel slab, tundish, submerged entry nozzle, mould powder, secondary cooling, quality prediction

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 8. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 26. 11. 2015
• Supervisor: Libor Čamek
• Reader: Ludvík Martínek, Jiří Bažan, Josef Štětina

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství

Doctoral programme / field:
Metalurgie / Metalurgická technologie