4.Вакуумирование стали

Вакуумирование стали, выплавленной в обычных сталеплавильных агрегатах — конвертерах, мартеновских или электрических печах, является наиболее массовым методом обработки вакуумом.

Такая обработка, применявшаяся вначале главным образом для снижения поражения стали флокеночувствительных марок флокенами вследствие удаления водорода, а в последнее время в связи с усовершенствованием конструкций установок, методов вакуумирования и технологии плавки, получила распространение, так как позволила уменьшать содержание в металле и других газов (кислорода и отчасти азота). Это значительно расширило сортамент и способствовало увеличению объема обрабатываемой стали. В настоящее время нет другого такого универсального и производительного метода борьбы с содержанием вредных газов в стали, как внепечное вакуумирование стали.

Основанием для широкого внедрения вакуумной обработки при массовом производстве стали послужили положительные результаты, полученные в середине пятидесятых годов в СССР и ФРГ. В дальнейшем внепечное вакуумирование получило распространение и в других странах с развитой металлургией — США, Японии, Англии, Швеции и др.

К началу семидесятых годов в мире работало уже примерно 300 установок, и ежегодно в эксплуатацию вводилось еще 10—15 новых.

Существует много различных способов вакуумирования, и их число постоянно увеличивается. Некоторые из предложенных вариантов вакуумирования еще не применяют, а часть из них представляется даже в известной степени нереальным. Однако тот факт, что предлагаются все новые варианты, свидетельствует о значительном интересе к этому методу повышения качества стали, а также о том, что, по-видимому, не создан оптимальный вариант вакуумирования, одинаково пригодный для всех условий.

Многообразие методов внепечного вакуумирования вызывает необходимость их классификации, в основу которой должны быть положены принципиальные отличия процесса такой обработки стали, характерные для данного метода. Исходя из этого, основные способы, получившие промышленное применение, можно разделить на три группы:

• вакуумирование всей плавки в течение всего времени обработки;

• обработка непрерывно в струе при протекании металла через вакуумную камеру;

• обработка стали отдельными порциями вне ковша в специальной камере.

При оценке того или иного метода необходимо также обращать внимание на два важнейших обстоятельства: перемешивание и подогрев ванны. Перемешивание ванны при вакуумировании больших порций металла, способствующее повышению эффективности дегазации, можно осуществлять:

• механическим устройством;

• индукционным устройством;

• вдуванием инертного раза.

Подогрев металла необходим для компенсации тепловых потерь, а при вакуумировании и для получения необходимого перегрева по сравнению с температурой ликвидуса, которая может возрасти вследствие уменьшения при вакуумировании содержания углерода. Необходимая для нормальной разливки температура металла обеспечивается:

• заблаговременным перегревом его в плавильном агрегате, перед процессом обработки;

• подогревом металла при обработке электрической дугой;

• подогревом при вакуумировании в электромагнитном поле, создаваемом индуктором высокой или низкой частоты.