Оптимизация химического состава и технологии выплавки стали 20Г2АФ

Abstract

RU: Цель исследования. Определить возможность оптимизации химического состава стали 20Г2АФ в пределах марочного состава с целью снижения расхода ферросплавов и повышения комплекса механических свойств проката. Методика. Исследование структурного состояния горячекатаного проката для крепи горных выработок осуществлялось с помощью световых микроскопов Neophot 32 и Axiovert 200M MAT с программным обеспечением AxioVision 4.6.3. Оценка величины зерна выполнялась по ГОСТ 5639 методом сравнения с эталонными шкалами, полосчатость – по ГОСТ 5640, неметаллические включения – по ГОСТ 1778. Результаты. Проведена оптимизация химического состава стали 20Г2АФ в пределах марочного состава. Разработаны рекомендации, позволяющие снизить расход азотсодержащих ферросплавов при выплавке стали 20Г2АФ. Получены данные о влиянии основных легирующих элементов стали 20Г2АФ на механические свойства проката. Научная новизна. Установлено, что при выплавке стали 20Г2АФ может быть достигнута существенная экономия азотсодержащих ферросплавов при одновременном повышении комплекса сдаточных механических характеристик готового проката. Практическая значимость. Разработанные рекомендации позволяют существенно снизить расход азотсодержащих ферросплавов на тонну выплавляемой стали типа 20Г2АФ. Таким образом, является возможным снизить себестоимость выплавки стали 20Г2АФ в промышленных условиях. При этом за счет повышения комплекса сдаточных механических характеристик шахтной крепи из стали 20Г2АФ представляется возможность проводить замену на более легкий профиль, что обеспечит существенную экономию металла и средств у конечного потребителя проката.

UK: Мета дослідження. Визначити можливість оптимізації хімічного складу сталі 20Г2АФ в межах марочного складу з метою зниження витрати феросплавів і підвищення комплексу механічних властивостей прокату. Методика. Дослідження структурного стану гарячекатаного прокату для кріплення гірничих виробок здійснювалося за допомогою світлових мікроскопів Neophot 32 і Axiovert 200M MAT з програмним забезпеченням AxioVision 4.6.3. Оцінювання величини зерна виконувалося згідно з ГОСТ 5639 методом порівняння з еталонними шкалами, смужчатість – згідно з ГОСТ 5640, неметалеві включення – згідно з ГОСТ 1778. Результати. Проведено оптимізацію хімічного складу сталі 20Г2АФ в межах марочного складу. Розроблено рекомендації, що дозволяють знизити витрату азотовмісних феросплавів під час виплавки сталі 20Г2АФ. Отримано дані про вплив основних легуючих елементів сталі 20Г2АФ на механічні властивості прокату. Наукова новизна. Встановлено, що у процесі виплавки сталі 20Г2АФ може бути досягнута істотна економія азотовмісних феросплавів за одночасного підвищення комплексу нормованих механічних характеристик готового прокату. Практична значимість. Розроблені рекомендації дозволяють істотно знизити витрату азотовмісних феросплавів на тонну виплавленої сталі типу 20Г2АФ. Таким чином, можливо знизити собівартість виплавки сталі 20Г2АФ в промислових умовах. При цьому за рахунок підвищення комплексу нормованих механічних характеристик шахтного кріплення із сталі 20Г2АФ можна проводити заміну на більш легкий профіль, що забезпечить істотну економію металу і коштів у кінцевого споживача прокату.

EN: Purpose of the study. To determine the possibility of optimizing the chemical composition of 20Г2АФ steel within the range of standardized composition in order to reduce the consumption of ferroalloys and to increase the complex of mechanical properties of rolled products. Methodology. Investigation of the structural state of hot-rolled steel for the mine workings shore up was carried out using light microscopes Neophot 32 and Axiovert 200M MAT with AxioVision 4.6.3 software. The grain size was assessed in accordance with GOST 5639 by comparison with reference scales, stripes - according to GOST 5640, non-metallic inclusions - according to GOST 1778. Results. The optimization of the chemical composition of 20Г2АФ steel within the range of standardized composition was carried out. Recommendations have been developed that allow reducing the consumption of nitrogen-containing ferroalloys at the melting process of 20Г2АФ steel. Provided data on the influence of the basic alloying elements of 20Г2АФ steel on the mechanical properties of rolled products. Scientific novelty. It was found that at the melting process of 20Г2АФ steel the substantial saving in nitrogen-containing ferroalloys can be achieved while increasing the standardized mechanical characteristics of finished rolled products. Practical significance. The developed recommendations allow to significantly reduce the consumption of nitrogen-containing ferroalloys per ton of 20Г2АФ steel. Thus, it is possible to reduce the cost price of steelmaking of 20Г2АФ steel in industrial conditions. At the same time, due to the increasing the set of standardized mechanical characteristics of the mine workings shore up produced from 20Г2АФ steel, it is possible to replace it with a lighter by weight profile. This will ensure a substantial saving of metal and funds for the end-user of rolled products.