Обработка металла

Внепечная обработка чугуна и стали

Раздел:  Строительство. Ремонт

Методы внепечной обработки могут быть условно разделены на простые (обработка металла одним способом) и комбинированные (обработка металла несколькими способами одновременно). К рассмотренным выше простым методам относятся: 1) обработка металла вакуумом; 2) продувка инертным газом; 3) обработка металла синтетическим шлаком в ковше; 4) продувка порошкообразными материалами. Основными недостатками перечисленных простых способов обработки металла являются: 1) необходимость перегрева жидкого металла в плавильном агрегате для компенсации снижения температуры металла при обработке в ковше; 2) ограниченность воздействия на металл (только десульфурация или только дегазация и т.п.). Наилучшие результаты воздействия на качество металла достигаются при использовании комбинированных или комплексных способов, когда в одном или нескольких, последовательно расположенных агрегатах, осуществляется ряд операций. Для их осуществления оказывается необходимым усложнять конструкцию ковша и использовать более сложное оборудование.

При решении вопроса о выборе необходимого оборудования определяющим является выбор той или иной технологии обработки металла. Несмотря на многоплановость задач, стоящих при решении проблемы повышения качества металла методами вторичной металлургии, используемые при этом технологические приемы немногочисленны и по существу сводятся к интенсификации следующих процессов:

1.         Взаимодействия металла с жидким шлаком или твердыми

шлакообразующими  материалами   (интенсивное  перемешивание

специальной мешалкой,  продувкой  газом,  вдуванием  твердых

шлакообразующих материалов непосредственно в массу метал

ла, электромагнитное перемешивание и т.п.).

2.         Газовыделения   (обработка   металла   вакуумом   или   про

дувка инертным газом).

3.         Взаимодействия с вводимыми в ванну материалами для

раскисления и легирования (подбор  комплексных раскислите-

лей   оптимального    состава;   введение   раскислителей в глубь

металла в ЬпАО нирошков, блоков, специальной проволоки; с использованием патронов, выстреливаемых в глубь металла; искусственное перемешивание для улучшения условий удаления продуктов раскисления и т.д.; организация тем или иным способом перемешивания ванны, интенсификация процессов массопереноса - обязательное условие эффективности процесса).

Внепечная обработка металла комбинированными методами может производиться: 1) в обычном сталеразливочном ковше с футеровкой из шамота и с вертикальным стопором; 2) в сталеразливочном ковше с футеровкой из основных высокоогнеупорных материалов и стопором шиберного типа; 3) в сталеразливочном ковше, снабженном крышкой; 4) в сталеразливочном ковше, оборудованном для вдувания газа или газо-порошковой струи снизу, через смонтированные в днище устройства; 5) в агрегате-ковше с крышкой (сводом), через которую опущены электроды, нагревающие металл в процессе его обработки; 6) в агрегате типа конвертера, с продувкой металла кислородом, аргоном, паром; 7) в агрегате типа конвертера, снабженном оборудованием для вакуумирования расплава и т.д.

Первым шагом к усложнению конструкции ковша и используемого оборудования является замена обычного ковша ковшом, накрываемым футерованной крышкой (или ковшом со вводом). Накрывание крышкой обеспечивает снижение тепловых потерь. Если при этом металл продувается снизу аргоном, to наличие в пространстве между крышкой и поверхностью покровного шлака инертной атмосферы предохраняет металл от окисления (САВ-процесс)*. Снижение тепловых потерь позволяет увеличить продолжительность продувки аргоном. Несмотря на простоту и доступность, такой способ, как САВ-процесс, позволяет решать многие технологические проблемы. Например, ввод в 1983 г. двух установок CAB на заводе "Lorain Cuyahoga" (США) при использовании синтетических покровных шлаков составов, %: 1)СаО 75; CaF2 20; ЧО3 5; 2)SiO2 52; СаО 44; 3) СаО 60; А12О3 40 (расход шлака 4-5 кг/т, расход аргона 0,4-0,6 М3/т, ковш футеро» ван   высокоглиноземистым   кирпичом)   позволил   получать   в стали 0,0017% [О] и решить ряд проблем качества металла [1]. Возможность организованного удаления при САВ-процессе отходящих газов одновременно решает и экологическую проблему охраны чистоты воздуха в цехе.

По мере совершенствования и развития методов вторичной металлургии обычные сталеразливочные ковши заменяют вспомогательными металлургическими агрегатами, в которых происходит рафинирование металла от вредных примесей и доводка металла до заданных состава и температуры.