М а т е р и а л ы X В с е р о с с и й с к о й н а у ч н о - п р а к т и ч е с к о й к о н ф е р е н ц и и
173
Для повышения производительности сталеплавильных печей и
конвертеров активно применяется внепечная обработка стали, что позволяет
вынести часть процессов из этих агрегатов преимущественно в ковш. Благодаря
применению внепечной обработки стали улучшается качество стальных
изделий (механические свойства и коррозионная стойкость), и сталь на выпуске
получается с принципиально новыми свойствами.
Современная внепечная обработка осуществляет решение ряда задач,
таких как:
−
достижение низких и ультранизких концентраций примесей (серы,
фосфора, кислорода, азота, водорода);
−
легирование;
−
усреднение металла в ковше по составу и температуре;
−
виды внепечной обработки могут сочетаться вместе, что позволяет
сократить длительность обработки и повысить ее эффективность.
Получение стали с узкими пределами содержания элементов влияет на
уменьшение коэффициента запаса прочности при проектировании с 1,5-3,0 до
1,2-1,4, т.е. примерно в два раза при сохранении высокого качества стали и её
однородности.
Самый простой способ внепечной обработки стали – это продувка
инертным газом жидкого металла в ковше. Всплывающие при продувке
пузырьки газа способствуют его рафинированию. Выравнивание состава и
температуры в объёме металла происходит с увеличением интенсивности
массопереноса. С интенсивным перемешиванием увеличивается скорость
доставки неметаллических включений к поверхности металл-шлак. Это
ускоряет удаление неметаллических включений пузырьками продуваемого газа.
Так как в пузырьках инертного газа парциальное давление водорода равно
нулю, они по отношению к водороду являются вакуумными полостями и
экстрагируют его из металла.
Для продувки в ковше в основном используют такой газ как аргон,
получаемый на кислородных станциях металлургических заводов при
разделении воздуха с целью производства кислорода.
Также для продувки металла в ковше используют азот. Его применяют
тогда, когда сталь не содержит нитридообразующих элементов, имеющих
высокое химическое сродство к азоту (циркония, титана, ванадия). Эти
элементы не связывают азот в нитриды при температурах внепечной обработки
вследствие малых концентраций, но понижают его активность, способствуя
повышению растворимости.
Расход инертного газа при продувке составляет 0,3-2 м
3
/т стали. В
металл газ могут подавать через погружаемую фурму ("ложный стопор"), а
также через пористую огнеупорную пробку или через пористые швы в днище
ковша. "Ложный стопор" – стальная трубка, футерованная снаружи
огнеупорными катушками. Стопоры с огнеупорной пробкой, насаженной на
выходную часть трубы и имеющей расположенные радиально оси стопора
отверстия для выхода газа, используют для усиления эффекта. Стопор
