ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Способы обработки стали в ковше без вакуумирования и подогрева из "Электрометаллургия стали " Продувка металла инертным газом в известной мере влияет так же, как обработка вакуумом, так как парциальные давления водорода и азота в таком пузырьке равны нулю. При продувке инертным газом происходит интенсивное перемешивание металла, усреднение его состава в тех случаях, когда на поверхности металла наведен хороший шлак, перемешивание облегчает протекание процесса ассимиляции таким шлаком неметаллических включений. Масса пузырьков инертного газа облегчает процессы газовыделения, так как сами эти пузырьки являются готовыми полостями с развитой поверхность раздела, что очень важно для образования новой фазы. [c.229] Технически операция продувки больших масс металла инертными газами в ковше проще и дешевле, чем обработка вакуумом, поэтому там, где это возможно, продувка инертными газами заменяет обработку вакуумом приходится, однако, учитывать, что продувка инертным газом сопровождается снижением температуры металла. [c.229] Для продувки металла, не содержащего нитридообразующих элементов (хрома, титана, ванадия и т. п.), часто применяют азот. В интервале температур 1550—1600 С процесс растворения азота в жидком железе не получает заметного развития. [c.230] Расход инертного газа составляет обычно 1,5-3,0 мУт стали. В зависимости от массы жидкой стали в ковще снижение температуры стали при таком расходе аргона составляет 2,5-4,5°С/мин (без продувки металл в ковше охлаждается со скоростью 0,5-1,0°С/мин). Тепло при продувке дополнительно затрачивается на нагрев инертного газа и на излучение активно перемешиваемыми поверхностями металла и шлака. Большая часть тепловых потерь связана именно с увеличением теплового излучения, поэтому такой прием, как накрывание ковша при продувке крышкой, позволяет сократить потери тепла при этом одновременно снижается степень окисления обнажающегося при продувке металла. При выборе метода обработки учитывают, что при продувке через пористые огнеупоры обеспечивается максимальная поверхность контакта металл — инертный газ. Простым и надежным способом подачи газа является использование так называемого ложного стопора. Продувочные устройства типа ложного стопора безопасны в эксплуатации, так как в схему футеровки ковша не надо вносить никаких изменений, но они имеют существенный недостаток ложные стопоры (как и обычные) — устройства одноразового использования. В результате интенсивного движения вдоль стопора металлогазовой взвеси составляющие его огнеупоры быстро размываются. Более распространен другой способ продувки — через устанавливаемые в днище ковша пористые огнеупорные пробки в тех случаях, когда продувка производится одновременно через несколько пробок, эффективность воздействия инертного газа на металл существенно увеличивается. Пористые огнеупорные пробки вьщерживают несколько продувок. [c.230] Определенное распространение имеет также практика продувки металла через пористое днище ковша. Лучшим в изготовлении оказалось днище из обычных огнеупоров с пористыми швами. Стойкость такого дниша составляет 10—20 плавок, т. е. [c.230] Как было отмечено выше, при продувке инертным газом выравнивается состав и регулируется температура металла, ускоряются процессы растворения в металле введенных в ковш ферросплавов, облегчается процесс всплывания неметаллических включений, происходит дегазация стали. Кроме того, имеются данные (см. выше) о том, что вследствие вызываемого продувкой интенсивного перемешивания определенные изменения происходят и в строении жидкой стали. Степень протекания всех перечисленных процессов зависит от продолжительности продувки и от ее интенсивности (т. е., в конечном счете, от расхода инертного газа). Продувка с расходом газа до 0,5 мУт стали уже достаточна для усреднения химического состава и температуры металла продувка с интенсивностью до 1,0 мУт влияет на очищение металла от неметаллических включений для достижения ощутимых результатов в дегазации необходимо израсходовать инертного газа 2—3 мУт металла. [c.231] Обычно продувке инертным газом подвергается хорошо раскисленный металл. При продувке же не полностью раскисленного углеродистого металла, кроме перечисленных процессов, происходит также окисление углерода и восстановление оксидных неметаллических включений (продувка инертным газом, уменьшая парциальное давление окиси углерода сдвигает вправо равновесие реакций [С] + [0] = С0 , и [С]+[Ме0]=[Ме]+ С0 . Продувка и вызываемое этим перемешивание металла улучшают условия зарождения и выделения пузырьков СО. Вследствие всего этого при продувке снижается окисленность металла, уменьшается содержание оксидных неметаллических включений. [c.231] В тех случаях, когда основная роль в удалении примеси принадлежит шлаковой фазе, скорость процесса пропорциональна величине площади межфазной поверхности. Чаще всего этот способ используют для удаления серы, поэтому основным компонентом синтетического шлака является известь (иногда также плавиковый шпат) поскольку в таком шлаке практически нет оксидов железа, он является одновременно хорошим раскислите-лем. В тех случаях, когда ставится задача очистить металл от неметаллических включений определенного состава, соответственно подбирают состав и синтетического шлака. На практике задача заключается, во-первых, в получении шлака нужного состава и температуры и, во-вторых, в разработке способа получения максимальной поверхности контакта шлаковой и металлической фаз. Естественно, что при этом должны быть обеспечены условия, необходимые для последующего отделения шлака от металла [41]. [c.233] В качестве вдуваемых реагентов используют шлаковые смеси, а также металлы или сплавы металлов. При использовании лаковых смесей для удаления фосфора в металл обычно вдувается в струе кислорода смесь, состоящая из извести, железной руды и плавикового шпата, для удаления серы в металл вдувается в уе аргона смесь извести и плавикового шпата. [c.233] Способ вдувания материалов может быть использован для введения в металл (в струе нейтрального или восстановительного газа) таких реагентов, которые из-за больших энергий взаимодействия и соответствующего пироэффекта обычными способами вводить в металл нельзя (кальций, магний) или из-за вредного действия на здоровье опасно (свинец, селен, теллур). [c.235] Из всех существующих разновидностей метода обработки металла порошкообразными материалами наибольшее распространение получил метод вдувания в металл в ковше сильных раскислителей и десульфураторов. [c.235] Кальций оказывает положительное влияние не только как десульфуратор и раскислитель но и как реагент, существенным образом влияющий на скорость удаления включений. Это объясняется тем, чгго присутствие кальция способствует переводу включений глинозема в жидкие алюминаты кальция, причем для любых марок стали кальций переводит скопления глинозема в жидкие алюминаты, если количество кальция в 3 раза больше общего содержания кислорода в ванне. Этот процесс, в свою очередь, способствует ускорению удаления включений из металла [41], Метод вдувания в металл в ковше порошков используется также для получения стали с регламентированным содержанием азота, а также ддя легирования кремнием, никелем, молибденом, вольфрамом. [c.237] Время вдувания порошка составляет 15 мин. После вдувания порошка металл перемешивается аргоном в течение 10 мин. При этом имеет место падение температуры на 60 С. При продувке порошком a j достигается степень десульфурации 80 %. Это результат воздействия не только Са, но и высокоосновного шлака, вводимого в ковш перед обработкой. [c.239] Вернуться к основной статье