64Получение стали со сверхнизким содержанием углерода.

Появление новых методов внепечной обработки сделало возможным произ­водство (в больших масштабах) стали с ничтожно малым содержанием приме­сей, в частности углерода. Выше (см. вторую часть) было отмечено, что для получения особо низких концент­раций углерода необходимо сочетание таких параметров, как интенсивная подача окислителя, интенсивное пере­мешивание, благоприятные условия для образования СО и непрерывный отвод продуктов окисления. Такие ус­ловия теоретически создаются в про­цессе RH-OB, однако и эта технология не всегда обеспечивает потребности в массовом промышленном производ­стве, например ультранизкоуглеродистой (менее 0,0010-0,0015% С) стали для автолиста с особыми свойствами по штампуемости. Японская фирма KawasakiSteel разработала особую технологию обе­зуглероживания низкоуглеродистой стали в циркуляционномвакууматоре, по которой для повышения скорости обезуглероживания в металл вдувают водород. В результате в металле в ва­куумной камере даже при ультраниз­ком содержании углерода выделяется большой объем пузырей. Этот процесс возможен при повышении концентра­ции водорода до 3 млн^-1 при вдувании водорода 3—4 м³/мин. Значение кон­станты скорости обезуглероживания при этом увеличивается с 0,05 до 0,10 мин ^-1 (при концентрации углеро­да 20 - 10млн ^-1), и конечное содержа­ние углерода в стали может снизиться до 4 млн ^-1. За относительно непродол­жительное время обработки можно получать сталь, содержащую углерод в количестве < 10 млн ^-1. Рис. СхемаREDA-процесса: 1 — поверхностное обезугле­роживание; 2 — обезуглеро­живание на пузырьках арго­на; 3 — объемное обезугле­роживание Фирмой NipponSteelCorp. разра­ботан REDA-процесс рафинирования стали (от revolutionary degassing activator), при котором глубже проте­кает вакуумное обезуглероживание металла. В этом процессе использует­ся донная продувка стали аргоном в агрегате DH-вакууматоре. Процесс от­личается от классического погружным патрубком большого диаметра и ис­пользованием донной продувки арго­ном.

Последовательность технологических операций, которые выполняются при обезуглероживании металла на установках RH без подачи в расплав дополнительного количества кислорода, в целом аналогична описанной ранее, но отличается следующими особенностями.

При производстве стали с низким и ультранизким содержанием углерода присадку в ковш во время выпуска плавки раскислителей и легирующих не проводят.

При вакуумированиинераскисленного металла понижение давления может сопровождаться интенсивными всплесками расплава внутри вакуумной камеры. Поэтому, если в компьютере отсутствует режим, позволяющий минимизировать всплески, эжектор №2 рекомендуется включать только после того, как прекратится изменение давления при работе эжектора №3. То же самое относится к эжектору №1. Расход аргона можно увеличивать только после достижения в камере низкого давления.

Особенность рассматриваемого способа обезуглероживания металла заключается в том, что оно протекает за счет растворенного в металле кислорода, концентрация которого обратно пропорциональна концентрации углерода в металле.

Поэтому при исходном содержании углерода 0,06 – 0,08% концентрация его после вакуумной обработки составляет 0,04 – 0,05%.

Для дальнейшего обезуглероживания в металле нет достаточного количества кислорода. При этом обезуглероживание металла заканчивается в течение 4 – 6 минут.

Содержание углерода на уровне 0,04 – 0,05% может быть получено непосредственно в сталеплавильных агрегатах. Однако, обезуглероживание в вакууме обеспечивает ряд преимуществ:

• значительно снижается окисленность металла и угар алюминия при раскислении;

• в кислородно-конвертерном процессе увеличивается выход жидкого металла;

• уменьшается окисленность шлака заключительного периода плавки и увеличивается стойкость футеровки конвертера.

При производстве стали с ультранизким содержанием углерода исходная его концентрация должна составлять 0,02 – 0,04%. Зависимость концентрации углерода от продолжительности обработки 200 – 250 т металла на установках RH с подачей аргона в подводящий патрубок в количестве 60 нм3/ч показана на рис. 8.7. Из рисунка видно, что содержание углерода менее 0,002% может быть получено через 20 минут после включения эжекторов.