Yakimov_prezentatsia

1. ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ на тему Исследование влияния качества исходной заготовки (сляба) на конечные свойства листового проката

Министерство образования Оренбургской области
Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение
«Новотроицкий политехнический колледж» Оренбургской области
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
на тему Исследование влияния качества исходной заготовки (сляба) на
конечные свойства листового проката
Студент группы 323 - ОМД
Якимов М.А.
Казьмина Е.Е.
Руководитель
Новотроицк 2026 г.

2. Общая характеристика ЛПЦ-1 АО «Уральская Сталь»

1

3. Технологический процесс прокатки стали марки 10ХСНД на стане 2800

Процесс прокатки на стане 2800 включает несколько этапов:
подготовка заготовки: резка и механическая обработка, чтобы обеспечить нужные
размеры и форму.
нагрев. Оптимальная температура прокатки составляет около 1150-1250 °C, что позволяет
достичь необходимой пластичности и предотвратить образование трещин.
прокатка. Осуществляется в несколько проходов, что позволяет постепенно уменьшать
толщину заготовки и формировать необходимую геометрию. Важно также контролировать
деформацию материала, чтобы избежать его перегрева и последующего ухудшения
механических свойств. Температура окончания чистовой прокатки 850-900 °C
охлаждение. Может быть выполнено как естественным образом, так и с использованием
принудительных методов, таких как водяное или воздушное охлаждение.
2

4. Дефекты листового проката, перешедшие с литого сляба:

1) раскатанная трещина от продольной трещины сляба
2) раскатанная трещина от поперечной трещины сляба
3) раскатанные сетчатые или паукообразные трещины сляба
4) раскатанные поперечные трещины литого сляба, сопровождающиеся сетчатыми трещинами
5) раскатанное загрязнение
6) пузырь-вздутие
7) расслоение
8) плена от дефектов литого сляба
9) раскатанная корочка
10) рванины по дефектам литого сляба
11) раскатанный пузырь
3

5. Раскатанная трещина от продольной трещины сляба

4
Прямолинейный или разветвленный разрыв металла, ориентированного вдоль направления
прокатки, образовавшегося из-за раскатывания продольной трещины сляба
Полость дефекта чаще всего располагается перпендикулярно поверхности, заполнена окалиной,
разветвлёна, извилиста, сопровождается многочисленными ветвями диффузионных окислов и мелкими
неметаллическими включениями (ликватами). Структура в районе дефекта сильно обезуглерожена.

6. Причины образования дефекта:

- неудовлетворительная работа шлакообразующей смеси (ШОС).
- перегрев разливаемого металла.
- выработка и повреждение стенок кристаллизатора.
- несовпадение технологической оси кристаллизатора и поддерживающей системы.
- неравномерность фронта кристаллизации, обусловленная размывающим действием струи
металла.
- недостаточный или неравномерный теплоотвод в кристаллизаторе и на участке вторичного
охлаждения.
- повышенное содержание в стали серы и фосфора
5

7. Раскатанная трещина от поперечной трещины сляба

6
Дефект на листе при продольной схеме прокатки имеет вид одиночного или групповых
несплошностей металла неправильной, а, чаще всего, языкообразной формы, располагающихся
перпендикулярно или под углом к направлению прокатки, образовавшихся из-за раскатывания
поперечной трещины сляба
Полость дефекта заполнена окалиной, располагается под углом к поверхности, сопровождается
сыпью диффузионных окислов и неметаллических включений. Структура в районе дефекта
обезуглерожена.

8. Причины образования дефекта

- зависание корочки формирующегося сляба вследствие расхождения плит кристаллизатора.
- заплески и переливы жидкого металла в кристаллизаторе из-за нестабильной частоты и
амплитуды его качания.
- несоблюдение оси кристаллизатора с технологической осью машины непрерывного литья
заготовок (МНЛЗ).
- повышенная температура разливаемого металла. Высокая скорость вытягивания сляба.
- чрезмерное охлаждение узких граней сляба. Большой температурный градиент между
ребрами и широкой гранью сляба.
- разгиб слябов при слишком низкой температуре.
- использование некачественной ШОС и её неравномерный расход.
- повышенное содержание серы и фосфора в стали.
7

9. Раскатанные сетчатые или паукообразные трещины сляба

В зависимости от ширины раскрытия и глубины проникновения сетчатых
(паукообразных) трещин на слябе, в листах они могут иметь вид сетки мелких прикатанных
языкообразных отслоений металла; прерывистых, извилистых несплошностей или
беспорядочно ориентированных локальных надрывов металла.
Дефект располагается под углом к поверхности, заполнен окалиной, может
сопровождаться неметаллическими включениями. В зависимости от температуры образования
сетчатых трещин и времени нагрева слябов под прокатку дефект может иметь разную степень
окисленности стенок и обезуглероживания.
8

10. Причины образования дефекта: - Высокая температура разливаемого металла. - Нестабильная скорость разливки. - Повышенные

Анализ причин возникновения раскатанных
сетчатых трещин на поверхности сляба 9
Причины образования дефекта:
- Высокая температура разливаемого металла.
- Нестабильная скорость разливки.
- Повышенные напряжения в корочке формирующихся слябов, превы-шающие прочность границ
первичного зерна.
- Повышенное содержание серы и меди в стали.
- Возникновение местных участков разогрева корочки или переохлаждения сляба.
- Некачественная ШОС, неравномерная её подача в кристаллизатор.
- Повышенная деформация слябов на участке вторичного охлаждения из-за неисправности или
неудовлетворительной настройки оборудования.

11. Раскатанные поперечные трещины литого сляба, сопровождающиеся сетчатыми трещинами

Раскатанные поперечные трещины литого сляба, 10
сопровождающиеся сетчатыми трещинами
Дефект имеет вид периодически повторяющихся разрывов металла попе-речной направленности,
сопровождающихся многочисленными мелкими ответвлениями. Дефект при продольной схеме прокатки
располагается преимущественно на поверхности листа вблизи обрезной кромки
Причины образования дефекта – нарушения технологии аналогичные дефектам «раскатанные сетчатые
или паукообразные трещины сляба» и «раскатанные сетчатые или паукообразные трещины сляба».

12. Раскатанное загрязнение.

Дефект представляет собой вытянутые вдоль направления прокатки несплошностив виде языков, плен, полос
отслаивающихся пластинок металла, образовавшихся из-за раскатывания поверхностных или подповерхностных слоев
сляба, загрязненных грубыми неметаллическими включениями. В зоне дефекта и на его продолжении располагаются
неметаллические включения чаще силикатного типа. Микроструктура в районе дефекта без изменений или незначительно
обезуглерожена.
затягивание шлака из промежуточного ковша.
недостаточная глубина погружения стакана под уровень металла при разливке.
несоблюдение температурных режимов выплавки и разливки.
чрезмерный размыв погружных стаканов.
применение кислорода при обработке стаканов коллекторов промежуточного
ковша.
некачественная ШОС.
недостаточная раскисленность металла при внепечной обработке.
выпуск плавки без отсечки печного шлака.
11

13. Пузырь-вздутие

Дефект поверхности в виде локального вспучивания металла, образовавшегося из-за повышенного местного
загрязнения металла газами или неметаллическими включениями экзогенного происхождения
Причины образования дефекта
затягивание шлака из промежуточного ковша.
недостаточная глубина погружения стакана под уровень металла при
разливке.
чрезмерный размыв погружных стаканов.
применение кислорода при обработке стаканов коллекторов промежуточного ковша.
некачественная ШОС.
недостаточная раскисленность металла при внепечной обработке.
высокая концентрация растворенного в металле кислорода, азота, водорода.
поступление газа из внешних источников при разливке металла.
12

14. Расслоение

Дефект имеет вид несплошности на кромках или торцах листов, образовавшейся из-за наличия
в металле осевых дефектов, внутренних трещин или из-за повышенной загрязнённости металла
неметаллическими включениями силикатного типа (8).
Расслоение имеет вид несплошности, проходящей, как правило, по центру листа, часто
сопровождающейся химической неоднородностью, сульфидными и нитридными включениями
или скоплением включений силикатного типа.
Причины образования дефекта:
Нарушение технологии выплавки, внепечной обработки, раскисления и разливки стали.
Выпуклость широких граней, обусловленная: разливкой перегретого металла с высокой
скоростью, нарушением режимов вторичного охлаждения, геометрией кристаллизатора,
неудовлетворительной настройкой поддерживающей системы вторичного охлаждения, отказами
в работе роликов или подшипников поддерживающей системы МНЛЗ.
13

15. Раскатанная корочка

14
На поперечном микрошлифе полость дефекта имеет разветвлённую форму, запоокалиной,
сопровождается неметаллическими включениями и сыпью диффузионных окислов. В районе лнена
дефекта может наблюдаться химическая неоднородность (науглероживание металла).
Причины образования дефекта
Пониженная скорость и температура разливаемого металла.
Неудовлетворительная смазка стенок кристаллизатора.
Прорыв оболочки сляба.
Прерывание подачи металла в кристаллизатор.
Затягивание стаканов промежуточных ковшей.
Колебание уровня металла в кристаллизаторе.
Разливка стали с пониженной жидкотекучестью или содержащей легко окисляющиеся элементы –
титан, хром, алюминий.

16. Рванины по дефектам литого сляба

Дефект представляет собой нарушение сплошности металла в виде грубых, с большим расхождением
стенок разрывов, в основном занимающих большую площадь, образовавшееся в начале прокатки по
участкам литого сляба, запороченного:
- грубыми сетчатыми или паукообразными трещинами;
- шлаковыми включениями;
-
находящимися
вблизи
поверхности
внутренними
(гнездообразными
или
перпендикулярными
поверхности) трещинами;
- от поперечных трещин, как внутренних, так и вышедших на поверхность узкой грани сляба.
Полости дефектов, образовавшихся от раскатывания грубых сетчатых трещин, располагаются под
различными углами к поверхности, заполнены окалиной, имеют многочисленные ручьи из сыпи
диффузионных окислов и неметаллических включений. Микроструктура в районе дефекта чаще всего
обезуглерожена.
15

17. Основные причины образования дефектов поверхности слябов

Причины образования дефекта:
Неудовлетворительное состояние поддерживающей системы.
Износ и прогиб роликов, вызывающий раздутие оболочки сляба.
Нарушение температурно-скоростного режима и режима охлаждения.
Причины образования сетчатых и паукообразных трещин Причины образования поперечных трещин
на узкой грани:
Зависание заготовки в углах кристаллизатора.
Напряжения, вызванные охлаждением и усадкой в продольном направлении при охлаждении кромок
сляба.
Разрыв переохлажденной кромки сляба при её выпрямлении.
Причины образования шлаковых включений аналогичны причинам образования дефекта
16

18. Раскатанный пузырь

17
Дефект в зависимости от размера газовых пузырей на непрерывнолитом слябе и от степени его
деформации имеет вид продольно ориентированных тонких трещин, отслаивающихся пластинок металла
(пленок) или рванин (в случае группового расположения крупных пузырей)
В поперечном сечении пробы дефект имеет вид несплошности, проходящей под острым углом к поверхности.
Полость дефекта обычно заполнена окалиной; к дефекту прилегает обезуглероженная зона с чёткими
границами, насыщенная мелкими диффузионными окислами. Структура в районе дефекта частично
обезуглерожена. В зоне дефекта могут находиться неметаллические включения. Структура в районе дефекта
без изменений, но может наблюдаться незначительное обезуглероживание.
Причины образования дефекта
Высокая концентрация растворенного в металле кислорода, азота, водорода.
Поступление газов из внешних источников во время разливки.
Повышенное содержание влаги в ШОС.
Прожигание стакана промежуточного ковша.
Недостаточная раскисленность металла при внепечной обработке.
Выпуск плавки без отсечки печного шлака.

19. Меры предупреждения дефектов литого сляба

использовать качественную ШОС оптимального состава..
соблюдать заданный для данной марки стали температурный интервал разливки.
обеспечивать подвод металла в кристаллизатор, исключающий местный или односторонний размыв
оболочки сляба.
строго соблюдать технологическую ось машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).
систематически контролировать состояние кристаллизатора и системы вторичного охлаждения.
соблюдать регламентированное содержание вредных примесей в металле.
снижать интенсивность водяного вторичного охлаждения поверхности литых слябов.
исключать локальное переохлаждение поверхности сляба, а также циклические нагревы и охлаждения
поверхности.
систематически контролировать состояние машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).
предотвращать попадание шлака из стальковша в промковш.
соблюдать порядок подачи раскислителей в ковш.
соблюдать температурные режимы выплавки и разливки.
применять стойкие огнеупорные материалы в разливочном припасе.
тщательно подготавливать промежуточные ковши.
поддерживать постоянный уровень металла в промежуточном ковше и кристаллизаторе.
обеспечивать защиту металла от соприкосновения с воздухом на участке промежуточный ковш –
кристаллизатор.
18

20. Меры предупреждения дефектов литого сляба

19
Применять стойкие огнеупорные материалы в разливочном припасе.
-тщательно подготавливать промежуточные ковши.
-обеспечивать необходимое погружение стакана под уровень металла, защищенного синтетическим
шлаком.
-соблюдать регламентированное содержание вредных примесей в ме-талле.
-предотвращать выпучивание оболочки слябов.
-осуществлять контроль за настройкой поддерживающей системы МНЛЗ.
-конструкция опорных и тянущих устройств должна исключать дефор-мацию оболочки не полностью
затвердевшего сляба.
Разработке контролируемого режима прокатки стали 10ХСНД на стане 2800: - нагрев сляба до 1210–1230
°C,
-начало прокатки около 1180 °C,
- 13 проходов с постепенным уменьшением обжатий от черновой к чистовой стадии, окончание прокатки
при 870–880 °C,
- последующее регулируемое охлаждение и усиленный контроль толщины, температуры и поверхности
листа.
-

21. Наиболее критичные дефекты слябовой заготовки

20

22. Современные методы контроля качества сляба и проката

Современные методы контроля качества сляба и 21
проката
Методы неразрушающего контроля (NDT):
Ультразвуковой контроль (УЗК) - выявляет внутренних дефектов: трещин, расслоений, пор,
неметаллических включений. Его преимущества - высокая чувствительность, возможность автоматизации,
подходит для массового контроля.
Рентгенографический и радиографический контроль - обнаруживает внутренние дефекты, оценивает их
размеров и расположенияю. Его преимуще-ства - высокая точность, возможность документирования
результатовМагнитопорошковый и капиллярный контроль – обнаруживает поверхностные и
приповерхностные дефекты. Его преимущества - Простота, наглядность, низкая стоимость для локального
контроля.
Методы оценки структуры и состава:
Металлографический анализ: исследование макроструктуры и микро-структуры (размер зерна, фазовый
состав, наличие дефектов) на шлифах с помо-щью оптических и электронных микроскопов.
Электронная микроскопия (СЭМ, ПЭМ): детальное исследование не-металлических включений,
микротрещин, фазовых выделений.

23. Методы механических испытаний и современные методы контроля качества

Методы механических испытаний
испытания на растяжение: определение предела прочности, текучести, относительного удлинения, сужения.
ударные испытания (по Шарпи, Изоду): оценка ударной вязкости и склонности к хрупкому разрушению.
испытания на усталость и твёрдость: определение долговечности и из-носостойкости.
автоматизированные системы контроля
системы машинного зрения: автоматический контроль поверхности сляба и листа на наличие дефектов (царапин,
трещин, окалины).
роботизированные комплексы УЗК: обеспечивают высокую скорость и точность контроля при поточном производстве.
интегрированные системы управления качеством:
сбор и анализ данных со всех этапов производства для прогнозирования и предотвращения брака.
Современные методы контроля качества сляба и листового проката включают неразрушающие методы (УЗК,
рентгенография), металлографический и спектральный анализ, механические испытания, а также автоматизированные
системы. Комплексное применение этих методов позволяет гарантировать соответствие продукции высоким стандартам и
минимизировать риск появления дефектов в готовых изделиях.
22

24. Технико-экономические показатели проекта

снижение себестоимости составило 184,63 руб./т, или 0,39 % вследствие увеличения
производства за счет снижения брака.
рост дополнительного объема товарного продукта увеличивается на 43000 тонн.
годовой экономический эффект составил 166,7 млн рублей
23

25.

•СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ!!!