Обработка металла

Внепечная обработка чугуна и стали

Раздел:  Строительство. Ремонт

При организации технологии получения стали с очень низким содержанием серы необходимо учитьшать возможность ресульфурации. В качестве примера приведем результаты исследования, проведенного с нашим участием на одном из заводов СССР* [16, 17]. Порошки системы CaO-CaF2— силикокальций (I) и CaO—CaF2- силикокальций- А1 (II) в 20-т ковшах с шамотной футеровкой вдували в струе аргона через погружаемую фурму. Перед выпуском плавки из печи содержание серы в металле составляло 0,016-0,017 %, перед продувкой - 0,014 %, после продувки смесью I и II соответственно 0,004 и 0,002 % (см. 5.18).

В процессе проведения работ установлено влияние на эффективность обработки как футеровки ковша, так и организации перемешивания металла. Из 5.18 видно, что за время транспортировки и разливки (обычно ~ 10 мин) имеет место ресульфурация и содержание серы возрастает на 0,001—0,005 %. Источниками поступления серы в металл в процессе его внепечной обработки могут быть: 1)шлак; 2) футеровка ковша; 3) сульфидные включения, находящиеся в объеме металла.

Таким образом, основным источником поступления серы в металл может быть шлак. Возможной причиной ресульфурации может быть поступление в расплав кислорода (из шлака или из шамотной футеровки ковша) и сдвиг влево равновесия реакций: [S]+(CaO) = (CaS) + [О]; Реж + [S] + (СаО) = = (CaS)+ (FeO).

Для глубокого раскисления стали переход кислорода из футеровки (ошлакованной в процессе предыдущих расплавов), по-видимому, осуществляется в результате восстановления оксидов железа, марганца, кремния, содержащихся в поверхностных слоях футеровки. В условиях данного исследования для 20-т ковша средняя масса расходуемой за плавку футеровки составляет 61,5 кг (~ 7,5 мм за плавку). Учитывая состав контактного (толщина ~ 1 мм) и промежуточного (5—12 мм) слоев футеровки, расчетное повышение содержания кислорода в металле может достигать 0,008 %. Влияние степени окисленности шлака на степень ресульфурации изучали на плавках без дополнительной продувки аргоном с постоянной массой вдуваемой смеси (9,5 кг/т). Общая масса шлака составляла ~ 1,45 т, а масса обрабатываемого металла 18,9—19,3 т. Результаты исследования представлены в табл. 5.3. Все проведенные плавки условно разделены на четыре группы в зависимости от содержания оксидов железа в шлаке. Кроме того, в пределах группы выделены плавки, которые обрабатывали различными составами смесей (смесь 1, смесь 2). Как видно из приведенных данных, степень ресульфурации при снижении содержания (FeO) непрерывно Уменьшается. На процесс ресульфурации заметно влияет до-Дувка металла в ковше аргоном, которую проводили с расходом, равным 10—50 % от его расхода при продувке порошка-Ми, на ряде плавок с целью более полного рафинирования Металла от неметаллических включений. Установлено, что Д°дувка при повышенной окисленности шлака сопровождается заметной ресульфурацией. С увеличением продолжительности Д°дувки степень ресульфурации возрастает (5.19). При Эт»м содержание серы возрастает на 0,001-0,005 %.