Обработка металла

Внепечная обработка чугуна и стали

Раздел:  Строительство. Ремонт

Практика показала, что для достижения достаточно полной дегазации расплава необходимо израсходовать не мене 2—3 м3 аргона на 1 т металла.

 По данным С.П. Ефименко необходимый расход инертного газа для удаления неметаллических включений 0,5—1,0 %. Данные о расходах инертного газа, необходимых для выравнивания химического состава и температуры, по данным различных исследований существенно различаются: от 0,4—0,9 по данным [3] до 0,04 м3/т по данным С.Я.Казакова.

Продувка газом сопровождается снижением температуры металла. Продувку газом часто используют как способ корректировки температуры (в сторону снижения). Количество тепла, которое уносят с собой проходящие газы через массу металла в ковше Q, легко рассчитать по известному соотношению Q = Cmt, где С — удельная теплоемкость; т - масса газа; / — температура. Часто принимают температуру газов равной температуре металла, что не всегда обосновано. Кроме того, потери тепла металлом в значительной степени зависят от характера перемешивания и степени контакта металла с атмосферой. Потери тепла поверхностью расплава при интенсивной продувке сравнимы с количеством тепла, уносимого газами. Накрывание ковша крышкой существенно уменьшает потери тепла, поэтому, данные об охлаждении металла при продувке газами могут существенно различаться.

На    3.2  сопоставлены  скорости  охлаждения   стали  на

250   продувках   и   продолжительность   продувок.   Видно,   что

значения    скоростей    охлаждения,    изменяясь    от    плавки    к

"лавке  при  коротких  продувках  (<3мин)  в  широких  преде-

ах   (8—17°С),   по   мере   увеличения   продолжительности   про-

дувок постепенно сужаются. Одновременно понижаются ^ средние значения у„ а начиная приблизительно с десятой минуты, величина средней скорости становится практически постоянной, равной 3-3,5 °С/мин, при минимальном разбросе скоростей. Наблюдаемую картину объяснили следующим. При выпуске плавки из печи наряду с охлаждением на воздухе происходит усреднение металла по температуре. Однако по окончании выпуска в результате теплообмена металла с фу. теровкой ковша вновь формируется неравномерность распределения температур. Перепад температуры по высоте ковша достигает иногда 90-100 °С.

При коротких продувках термопарой погружения измеряется температура локальных объемов расплава, представляющих собой случайную смесь металла, вынесенного из холодных зон ковша, и металла "ядра". Степень гомогенизации невелика, измеренная после или во время продувки температура не отражает среднюю температуру всего объема ковша. Ее еще не существует. Вычисленные по формуле (3.5) значения скорости охлаждения кажущиеся, поэтому, например, при 1-мин продувке они колеблются в широких пределах — от 10 до 25°С/мин, средняя скорость охлаждения, равная 12,6 °/мин, формальна. По мере увеличения продолжительности продувки возрастает степень температурной однородности расплава и разброс величины v, сужается. Как следует из 3.2, лишь после 10 мин продувки измеренная температура достаточно близка к средней температуре расплава и средняя скорость охлаждения приближается к истинной (в указанных условиях 3-3,5 °С/мин). С этих позиций вполне естественно, что продолжительность продувки, при которой скорость охлаждения расплава становится постоянной, совпадает с продолжительностью гомогенизации расплава в опытах с медью.

На этом принципе основана разработанная на одном из заводов Японии технология так называемого САВ-процесса (Capped Argon Bubbling - закрытая продувка аргоном). Как видно из 3.3, данная технология предусматривает наличие на поверхности металла в ковше синтетического шлака "УЖного состава. При "закрытой" продувке потери тепла су-щественно уменьшаются.