Оценка загрязненности стали марки 09Г2С неметаллическими включениями в листовом прокате и литой заготовке

1.

ДОКЛАД
на научно-техническую конференцию молодых специалистов
на тему:
«Оценка загрязненности стали марки 09Г2С
Неметаллическими включениями в листовом прокате
и литой заготовке»
Разработали:
Инженер-лаборант ЦЗЛ ММЛ
Лаборант по физико-механическим испытаниям ЦЗЛ ММЛ
Лаборант-металлограф ЦЗЛ ММЛ
Селиванова О.В.
Петицкая Е.Ю.
Валькова А.А.

2. Цель работы: оценка неметаллических включений стали марки 09Г2С с целью улучшения качества металла.

3. ВВЕДЕНИЕ Вопросы образования и распределения неметаллических включений представляют научный и практический интерес, поскольку

они тесно связаны с
составом стали, технологией выплавки и условиями кристаллизации. В
настоящее время на ПАО «АМЗ» очень остро стоит вопрос о расслоении
горячекатаного
металла
марки
09Г2С.
Дефект «Расслоение» представляет собой разрывы металла в виде дорожки,
обычно в середине толщины листа. Эти разрывы могут быть сквозными.
Иногда в зоне дефекта имеет место наличие окисленных областей, и
различных включений, часто неметаллического характера. Для дефектной
области также характерно отсутствие обезуглероживания и высокая
газонасыщенность.

4.

Причиной дефекта является появление пор в месте кристаллизации при
выплавке и разливке на МНЛЗ. Также к причинам возникновения дефекта
можно отнести высокую окисленность металла и его загрязненность
различными неметаллическими включениями.
Неметаллические включения в электростали обладают совершенно
отличными от основного металла физическими, механическими и
химическими свойствами.
Природа и форма неметаллических включений зависят от химического
состава стали и используемых для раскисления материалов. Повышенную
загрязненность неметаллическими включениями наблюдают в стали,
имеющей относительно высокое содержание кислорода и серы.
В настоящее время в лаборатории проводятся исследовательские работы,
направленные на изменение химического состава и снижения
неметаллических включений в литой заготовке и листовом прокате, тем
самым улучшая качество металлопроката.

5. Применение метода для испытания металлов, а также нормы загрязненности стали и сплавов неметаллическими включениями

предусматриваются в стандартах или технической документации,
утвержденной в установленном порядке, на конкретную металлопродукцию.
Оценка
образцов
осуществляется
по
ГОСТ
1778-70.
Метод К — подсчет количества включений, используется для литой
заготовки, производится под микроскопом на нетравленых шлифах при х170180
увеличении.
Метод Ш — это сравнение с эталонными шкалами, применяется для
испытания
деформированного
металла.

6. Виды и причины возникновения неметаллических включений

Основные вредные примеси - сера и фосфор. Сульфидные и нитридные
включения резко влияют на технологические, механические и служебные
свойства стали. Отрицательное влияние также оказывают примеси цветных
металлов, вносимые обычно металлоломом, оксиды, сульфиды, нитриды,
силикаты.
Форма и состав содержащихся в стали неметаллических включений могут
быть изменены при вводе в нее специальных добавок – модификаторов:
щелочноземельные металлы – магний, кальций и редкоземельные элементы
– цирконий, церий, бор, и др.
Причинами возникновения:
- неаккуратная работа с огнеупорным материалом при подготовке
выпускного и разливочного;
- неудовлетворительное качество огнеупорного;
- скопление продуктов раскисления;
- слишком ранний слив шлака.

7.

Дата
23.01.18
04.02.18
05.02.18
21.02.18
21.02.18
21.02.18
21.02.18
22.02.18
22.02.18
22.02.18
22.02.18
22.02.18
22.02.18
14.03.18
14.03.18
15.03.18
16.03.18
16.03.08
16.03.18
16.03.18
16.03.18
05.04.18
05.04.18
27.04.18
28.04.18
28.04.18
03.05.18
03.05.18
03.05.18
03.05.18
03.05.18
19.05.18
19.05.18
19.05.18
21.05.18
21.05.18
21.05.18
21.05.18
21.05.18
22.05.18
22.06.18
04.07.18
04.07.18
04.07.18
04.07.18
04.07.18
04.07.18
04.07.18
04.07.18
Марка
09Г2С
09Г2С-12
09Г2С-12
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С-12
09Г2С-12
09Г2С-15
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С-15
09Г2С
09Г2С-15
09Г2С
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-14
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С
09Г2С-12
09Г2С-6
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-14
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
№ партии
180232
180514
180514
180741
180739
180739
180742
180739
180738
180742
180739
180739
180738
181112
181110
181112
181109
181110
181110
181110
181110
181441
181441
181806
181814
181815
181807
181810
181808
181809
181807
182146
182146
182143
182191
182191
182151
182150
182144
182245
182755
182922
182950
182951
182952
182953
182952
182762
182763
№ плавки
1001
2195
2195
3168
3205
3209
3188
3204
3201
3174
3208
3606
3198
4450
4452
4448
4467
4449
4458
4460
4453
5991
5992
7519
7583
7584
7513
7532
7523
7531
7660
8860
8841
8861
8942
8949
8956
8847
8974
9131
11096
11816
11951
12007
11977
11985
11981
11277
11272
Толщина,мм
20
12
12
50
10
16
20
30
30
40
40
50
20
20
20
30
20
40
25
26
36
30
22
14
12
12
50
20
30
40
40
40
50
50
36
50
50
50
50
30
30
36
30
20
30
20
20
36
32
ОТ
1
2
2
1
1
1,5
1
1,5
1,5
1
1
1
1
1
1
1,5
2
1
2
1,5
2
2
1,5
1
1
1
1,5
1
1,5
1,5
1,5
1
1
1
1
1
2
1
1
1
2
1,5
1
1,5
2
2
1
1
1
ОС
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
1
1
0,5
0,5
0,5
1
0,5
0
0,5
1
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
1,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
1
1
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0
0,5
0
СН
1,5
1
1
0,5
0,5
0,5
1
0,5
0,5
1
1
0,5
0,5
0,5
1
1
1
1
1
0,5
2
1
1
1
0,5
1
1
1
0,5
0,5
1
0,5
1
0,5
0,5
1
0,5
0,5
0,5
0,5
1,5
1
0,5
0,5
1
0,5
0,5
1
1
С
1
0,5
0,5
2
1
0,5
0,5
1
1
0,5
0,5
1
1
3
2
3
2
1,5
0
0
3
0
0
0
0,5
0,5
1
0
0,5
0,5
1
1
2
1
0,5
0,5
0,5
1
0,5
0,5
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Дата
04.07.18
04.07.18
06.07.18
06.07.18
06.07.18
09.07.18
12.07.18
12.07.18
13.07.18
13.07.18
13.07.18
13.07.18
16.07.18
16.07.18
16.07.18
17.07.18
18.07.18
18.07.18
18.07.18
18.07.18
25.07.18
25.07.18
25.07.18
25.07.18
25.07.18
25.07.18
25.07.18
26.07.18
26.07.18
26.07.18
27.07.18
27.07.18
27.07.18
27.07.18
27.07.18
27.07.18
27.07.18
27.07.18
27.07.18
30.07.18
30.07.18
30.07.18
30.07.18
30.07.18
30.07.18
16.10.18
16.10.18
среднее
Марка
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-9
09Г2С-9
09Г2С-14
09Г2С-14
09Г2С-15
09Г2С-14
09Г2С-15
09Г2С-14
09Г2С-15
09Г2С-14
09Г2С-15
09Г2С-14
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-14
09Г2С-14
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С
09Г2С
09Г2С-15
09Г2С-12
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
значение
№ партии
182763
182951
182760
182764
183019
182918
183102
183102
183103
183102
183074
182953
183138
183137
183135
183169
183068
183101
183104
182948
183263
183262
183231
183224
183227
183227
183236
183236
183075
183289
183291
183295
183297
183229
183225
183225
183297
183231
183356
183355
183356
183356
183307
183356
183137
184438
184438
№ плавки
11270
11986
11118
11530
12127
12362
12585
12577
12580
12572
12444
11976
12696
12680
12679
12850
12896
12905
12906
12930
13338
13354
13286
13209
13207
13205
13250
13296
13409
13487
13505
13553
13536
13516
13510
13515
13558
13280
13806
13805
13798
13797
13816
13819
12682
18410
18410
Толщина,мм
36
40
30
30
25
30
36
20
20
60
25
30
30
36
50
40
20
25
25
25
32
20
60
36
40
50
40
50
40
20
25
20
25
20
30
32
20
25
20
20
40
40
25
25
40
40 №1
40 №2
ОТ
1,5
1
2
1
1
2
2
1,5
1,5
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1,5
2
1,5
1,5
1,5
2
2
2
1,5
1,5
1
1,5
2
2
1
1,5
2
1,5
1,5
1
2
2
2
1,5
1,5
1,5
1
2
1,5
1,42
ОС
0,5
0
0,5
0,5
0
0,5
0,5
0,5
0,5
1
0,5
0,5
0,5
0,5
0
0
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0
0,5
0,5
0,5
0,5
0
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
1
1
0,51
СН
1
0,5
0,5
1
0,5
1
1
1
1
2
0,5
1
1
2
1,5
1
1
0,5
0,5
1
1
1
0,5
1,5
1
1
0,5
0,5
0,5
1
1
1
1
1
1
1
0,5
1
1
1
1,5
1
1
0,5
1
1
0,5
0,87
С
0
1
0
0
0
0
0,5
0
0,5
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0,5
0
1
0,5
0,5
1
1
1
1
1
1
1
1
0,5
0,5
0,5
0
0
0,5
1
0,5
0,5
1
0,5
1
0,5
0,62

8.

Дата
01.11.18
01.11.18
01.11.18
02.11.18
02.11.18
02.11.18
02.11.18
02.11.18
02.11.18
02.11.18
02.11.18
02.11.18
02.11.18
02.11.18
03.11.18
03.11.18
03.11.18
03.11.18
03.11.18
03.11.18
03.11.18
03.11.18
03.11.18
03.11.18
03.11.18
03.11.18
04.11.18
04.11.18
04.11.18
05.11.18
05.11.18
05.11.18
05.11.18
05.11.18
05.11.18
05.11.18
06.11.18
09.11.18
09.11.18
09.11.18
09.11.18
09.11.18
09.11.18
09.11.18
09.11.18
09.11.18
09.11.18
09.11.18
10.11.18
10.11.18
Марка
09Г2С-12
09Г2С-12
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-14
09Г2С-15
09Г2С-12
09Г2С-15
09Г2С-14
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-14
09Г2С-14
09Г2С-14
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-14
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-14
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
09Г2С-15
№ партии
184650
184650
184653
184653
184659
184659
184658
184658
184659
184659
184665
184668
184658
184605
184665
184666
184665
184666
184666
184666
184665
184668
184639
184674
184674
184676
184665
184676
184676
184689
184689
184654
184603
184594
184689
184689
184653
184719
184731
184731
184731
184741
184741
184741
184740
184740
184731
184764
184764
184765
№ плавки
19880
19881
19894
19903
19921
19920
19919
19927
19929
19925
19962
19980
19928
19638
19960
19969
19986
19973
19974
19967
19963
19975
19806
20012
20022
20019
19959
20024
20023
20079
20081
19904
19628
19593
20101
20102
19896
20156
20237
20236
20235
20244
20243
20239
20240
20238
20181
20276
20279
20273
Толщина,мм
25
30
16
50
24
16
16
25
14
22
12
10
50
55
30
18
22
45
50
25
40
45
14
36
10
25
16
45
40
30
20
50
20
50
22
24
60
60
22
16
14
50
45
36
40
36
56
12
14
20
ОТ
2
2
2
2
1,5
1,5
1
1,5
1,5
2
1,5
1,5
2
2
1,5
1,5
2
1,5
2
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1
1,5
1,5
1,5
1
1,5
1
2
1
1
1,5
1
1
1
1,5
1
1,5
1,5
1
1
1
1,5
1
1
1,5
ОС
0,5
1
0,5
1
0,5
0,5
0
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
1
0,5
0
0
0,5
0,5
0,5
1
0,5
0,5
1
0,5
0,5
0,5
0,5
1
1
0,5
0
0,5
0,5
0
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0
0,5
0,5
0,5
0,5
СН
1,5
1
1
2
0,5
1
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
1
0,5
0,5
2
1,5
2
1,5
1,5
0,5
1,5
1
1
1
0,5
0,5
0,5
2
1,5
0,5
1
0,5
1,5
1
0,5
1
1,5
0,5
1
1
1,5
1
0,5
1
0,5
0,5
1
1
0,5
1
С
0,5
0,5
0,5
1
0
0
0
0,5
0,5
0,5
0,5
1
0,5
0,5
1
0
0
0,5
2
1
1
0
1
1,5
1
0
0
2,5
1
0
0
0,5
0
0
0,5
0,5
0
0,5
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0,5
0,5
Дата
Марка
№ партии
№ плавки
Толщина,мм
ОТ
ОС
СН
10.11.18
09Г2С-15
184763
20282
10.11.18
09Г2С-15
184764
20274
10.11.18
09Г2С-15
184765
10.11.18
09Г2С-15
10.11.18
С
16
1
0,5
0,5
0
20
1,5
0,5
0,5
0,5
20272
16
2
0,5
0,5
0,5
184765
20269
30
1,5
0,5
0,5
0,5
09Г2С-15
184763
20283
36
2
0,5
0,5
0,5
10.11.18
09Г2С-15
184763
20284
50
1
0,5
1
0,5
10.11.18
09Г2С-15
184763
20281
30
1,5
0,5
0,5
0
10.11.18
09Г2С-15
184764
20278
30
1
1
0,5
0,5
10.11.18
09Г2С-15
184763
20280
14
1,5
0,5
0,5
0
10.11.18
09Г2С-15
184764
20275
18
1
0,5
1
0
10.11.18
09Г2С-15
184765
20271
36
1
0
0,5
1
10.11.18
09Г2С-15
184765
20270
50
1
0,5
1
1,5
11.11.18
09Г2С-15
184756
20342
50
1
0,5
1
1
11.11.18
09Г2С-15
184756
20376
40
1,5
0,5
0,5
0,5
среднее
значение
1,42
0,51
0,90
0,47

9.

Количественные данные неметаллических включений
Марка
№ плавки
Вид
неметаллического
включения
(НВ)
Количество включений (НВ) по группам
Общее
количество
НВ
Процентн
ое
содержан
ие,%
1
2
3
4
5
6
оксиды
172
4
2
1
0
0
179
21,7
сульфиды
642
1
0
1
0
1
645
78,3
оксиды
194
0
0
0
0
0
194
40,3
сульфиды
287
0
0
0
0
0
287
59,7
183172
09Г2С
182253

10.

Макроструктура

11.

Изменение балла осевой химической неоднородности по годам
1,66
Осевая химическая неоднородность, балл
1,64
1,62
1,6
1,58
1,56
1,54
1,52
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
1 кв.2018
2 кв.2018

12. Средний балл осевой химической неоднородности по годам

Год
Дефект макроструктуры, балл
Осевая химическая неоднородность
2007
1,58
2008
1,49
2009
1,45
2010
1,45
1,72
2011
1,71
1,66
2012
1,65
2013
1,58
2014
1,60
2015
1,65
2016
1,60
2017
1,63
1кв.
2018
1,58
2кв.
2018
1,57

13.

Выводы
1. Согласно проведенных исследований отмечено, что образование трещин
(расслоения) сопровождается значительным количеством оксидных и сульфидных
включений в металле. Исследование образцов на растровом микроскопе в ФГАОУ
«ЮурГУ НИУ», отобранных от листового проката стали марки 09Г2С с данным
видом дефекта, показало, что преобладающими элементами сканирования являются
сера и марганец.
2. По результатам проведенной оценки загрязненности металла неметаллическими
включениями на оборудовании ЦЗЛ получены следующие средние значения:
Оксиды точечные (ОТ) – 1,44 балла;
Оксиды строчечные (ОС) – 0,5 балла;
Силикаты недеформированные (СН) – 0,94 балла;
Сульфиды (С) – 0,56 балла.
3. В результате мероприятий по улучшению качества и снижению загрязненности
металла неметаллическими включениями средний балл по оценке осевой химической
неоднородности (ОХН) снизился по сравнению с предыдущим периодом (2011 –
2017гг) и составил 1,58 балла.
1.

14.

Спасибо за
внимание!