Обработка металла

Внепечная обработка чугуна и стали

Раздел:  Строительство. Ремонт

По данным исследований для достижения почти полной изотропности    стали    требуется    достижение    концентрации    серы

<          0,004 %,   для   получения   сульфидов   абсолютно   глобулярной

формы   и   размером   1   балл   требуется   содержание   в   стали

<          0,003 %    S.    Многочисленные    исследования    показали,    что

повышение   степени   десульфурации   наблюдается   обычно   до

расхода    кальция    1,5 кг/т.    Дальнейшее    повышение   расхода

кальция не сопровождается пропорциональным ростом степени

десульфурации,   она   определяется   другими   факторами.   При

малых   расходах  кальция  повышению   степени   десульфурации

способствует    высокая   температура   и    длительная   продувка

при низком минутном расходе кальция. При расходе кальция

> 1,2 кг/т    повышению    степени    десульфурации    способствуют

высокая концентрация алюминия и низкая концентрация мар

ганца.   При   расходе   кальция   1,5 кг/т   стали   обеспечивается

достаточно  высокая степень десульфурации.  Особый контроль

за   расходом  кальция  необходим  в   случае  непрерывной  раз

ливки стали, раскисленной алюминием.

При отношении Са/А1 в пределах 0,07-0,10 превалируют включения СаО-6А12О3, которые при температурах сталеварения находятся в твердом виде и осаждаются на стенках разливочного стакана. Когда отношение Са/А1 достигает значений > ОД, то преобладающим типом включений являются жидкие включения СаО 2 А12О3, что способствует хорошей разливаемости. Для обычных содержаний алюминия порядка 0,015-0,040 % хорошая разливаемость может быть достигнута при содержании 0,002-0,006% Са.

При разработке технологии в конкретных условиях производства необходимо учитывать также ряд дополнительных факторов: 1)вторичное окисление металла, обработанного в < ковше, существенно снижает эффективность обработки и заметно уменьшает стабильность достигаемых показателей качества; 2)получение в процессе обработки очень чистого металла, снижение содержания в металле таких поверхност-"о-активных примесей, как кислород и сера, приводит при Контакте с воздухом (в процзссе разливки) к заметному Увеличению -содержания азота в металле. Таким образом, при

выборе технологии продувки приходится учитывать cociai

обрабатываемой стали, ее окисленность, содержание алюми

ния, возможности защиты металла от контакта с воздухом

пр. Определенное значение имеет также продолжительность

продувки металла в ковще аргоном после окончания подачи

вдуваемых смесей. Обычно момент максимального рафинирова

ния металла от включений устанавливается экспериментально

в каждом конкретном случае.

Гомогенный и жидкоподвижный шлак и лучшие результаты по десульфурации получены при наведении шлака состава, %: СаО 62; А12О3 28; SiO2 3; CaF2 5; MgO 2; при этом содержание кремнезема в шлаке желательно регулировать в соответствии с соотношением: %SiO2< 2,85 (.% СаО + % CaF2)/(% A12O3). Для наводки шлака желательно использовать такие материалы, как чистый плавиковый шпат CaF2, специально подготовленную "текучую" известь и предварительно сплавленные алюминаты кальция состава, %: СаО 48; А12О3 46; SiO2 2; MgO 4. Особое внимание должно быть Уделено предотвращению попадания в покровный шлак оксидов железа. Повышение содержания оксидов железа до > 8 % FeO может уменьшить количество удаленной серы более чем в два Раза (5.33). Общее количество покровного шлака желательно иметь сравнительно небольшим (12—15 кг/т). Для предотвращения pocia содержания азота при обработке металла под таким небольшим количеством шлака рекомендуют использовать для ковша герметичную крышку — свод. Для получения ультранизких концентраций серы в металле рекомен-дуют использовать следующее соотношение: Q = 0,389 exp(2,85-S-10"3), где Q — расход кальция (в гранулах), кг/т стали; S — количество (10~4 %) серы, которое необходимо удалить.

В заключение хотелось бы обратить внимание на непрерывный поиск новых материалов для введения их в порошкообразном состоянии в металл. В качестве примеров можно привести сообщения о том, что для процессов ковшового рафинирования предлагаются совершенно новые типы кальцийсо-держащих добавок, которые содержат кальций в форме спла- ' ва, прочно соединенного с мелкими частицами на основе ' СаО-А12О3 или CaO—Al2O3-CaF2. Добавки обладают высокой раскислительной и десульфурирующей способностями. Кальций в новых добавках находится в форме сплавов Са—Al, Ca-Si, Ca-Si-Al. Такие новые флюсы в настоящее время экспериментально производит фирма "Showa Den kо К.К." (Япония). Их i получают методом восстановления СаО алюминием. Содержание кальция в сплаве составляет 40%. Соотношение сплава и флюса составляет 4:6. Соединение фазы сплава и флюса осуществляется химически. При введении нового флюса реакция взаимодействия с металлом идет без дыма и всплесков [35].

В СССР для рафинирования сложнолегированных сталей от'

включений и газов успешно опробованы смеси порошков хло

рида натрия NaCl,плавикового uinaiaCaF2 и сварочного флюса

марки  480-Ф  и  др.   (Н.П.Самыловой,  М.И.Виноград,   С.А.Кисе

левой и др.).  |

Заслуживают внимания такие новейшие разработки с целью использования  таких  активных  элементов,   как  кальций, организации дефосфорации стали, что имеет особое значение для использования высокохромистых отходов, при производстве, например, коррозионностойких сталей. Как известно, в отсутствии окислительной среды существует возможность [ связывания фосфора непосредственно в соединения с образованием фосфидов: 3 Са + 2 [Р] = (Са3Р2); 3 Ва + 2 [Р] = = (Ва3Р2). В одной из лабораторий японской компании "Japan Steel Works" разработан и опробован в промышленных условиях новый процесс: в 25-т электропечи расплавляли высокохромистый расплав (28—42 % Сг), который затем подвергали обработке кальцием (или карбидом кальция), после чего пропускали через VOD-arperai. Содержание фосфора снижалось (при сохранении хрома) с 0,026-0,039 до 0,015-0,023 %. Одновременно в другом агрегате расплавляли бесхромистый расплав и проводили дефосфорацию как обычне в окислительных условиях. Полученные таким образом в двух _ агрегатах низкофосфористые расплавы смешивали, пропускали через агрегат LPF и разливали [37]. Приведенные примеры показывают широкие возможности внепечной обработки для создания принципиально новых технологий.