3,8, Позап1чне раф1нування, розкиснення I лкгування

9,9,1. Сучасна технолопя отримання стал1

_г ЩС0К01 ЯКОСТ1

' Нимоги до якост! стал1, що постшно зростають, та до зниження енерге- ФМЧНИХ I спровинних витрат на и виробництво в деяких випадках не КИШУ гь Оутн реализован 1 за звичайно! виплавки в конвертер!, ДСП, мар- ^#||||Н ||Ц|(1 чи двованнш печь Це зумовило розроблення нових прогре- 9МИ1Н1Ч ироцесчв, як1 проводять у ковин чи в спещальних агрегатах по- МН1чпнго оброблення металу. ГЦ процеси Грунтуються на використанш IIIн М'хполопчних заход1в, як оброблення металу за зниженого тиску |Иуумувапия), продувка металу шертними газами, перемшування кра- Ц#ЛЬ мпалу 31 шлаком, що сиещально готуеться «синтетичним», продув- МП Миншу 11орошкопод1бними матер1алами, магштопдродинам1чне (МГД) ДОШИшШие оброблення стал1 рщким алюмшем, нагр1ванням стал1 в ковни, Й|»11 корепою або напрямленою кристал1защею металу.

9,0,1,1. Загальш основи позатчного рафшування

Оброблення металу за зниженого тиску впливае на переб1г тих ЙИННШП I нроцепв, в яких бере участь газова фаза. Остання утворюеть- рИ Ш/1 час окиснення вуглецю, видалення розчинених в метал1 водню й |ШНУ, а 1акож процес1В випаровування дом1шок кольорових метал1В.

Сталь майже завжди мютить певну кшыасть вуглецю. Пвновагл рг акцп [С] + [О] = {СО}, зпдно з (3.16), у раз1 зменшення тиску змпцус I ь ся вправо, 1 кисень реагуе з вуглецем. Якщо кисень у метал1 знаходп I и ся у склад1 оксидних неметалевих включень, то зниження тиску п.1/1 розплавом зумовлюе перебег реакцп

(МеО) + [С] = Ме + {СО};

К =

^аМеО^аС

(з.х;.)

РСР^аМе Ка_с

Унаслщок реакцп неметалев1 включения повшстю (наприклад, Мп< >, Сг₂0₃ ) або частково (наприклад, А1₂0₃, ТЮ₂ ) руйнуються. Для мои ного руйнування мщних включень потргбний дуже глибокий вакуум

Видалення водню вщбуваеться зпдно з (3.32). Водень у стал! ду-тг рухливий (коефпцент дифузп Г>_н = [1,2...1,5]-10~³ см/с), тому пипл зниження тиску значна його частина швидко видаляеться 13 металу

Шеля зниження тиску видаляеться також азот, але значно мен и

коефщент дифузп = [1...4]- Ю^-4 см/с) зумовлюе низьку пит сившсть очищения розплаву вщ азоту. Для видалення азоту 13 метану потр1бний быып глибокий вакуум та бтлына тривалють витримувампч металу пщ низьким тиском.

Процес очищения металу вщ водню й азоту пщ вакуумом прис кп рюеться за одиочасного перебшу процесу видалення бульбашок СО, ям активно перем1шують метал 1, маючи парщальний тиск водню та азоч V, близький до нуля, сприяють переходу цих газ1в у бульбашку.

Продувка металу шертними газами впливае на метал деякою м1рои> аналопчно обробщ вакуумом. Кожна бульбашка 1нертного газу (зазвичлп аргону), що пронизуе метал, мае парщальний тиск водню та азоту, бли.н. кий до нуля. Метал штенсивно перем1шуеться, що сприяе усереднсимт його складу. Якщо на поверхн1 металу наведено шлак, то перемйиунапия сприяе видаленню неметалевих включень. Якщо наведений шла:с м.н високу основшсть за мало!" окисненост], то перемшування зумовлкн 1 десульфуращю металу. Шд час виробництва стал1 з особливо низьким вм1Стом вуглецю (наприклад, як1СИ01 нержав1ючо'0 кисень, що подаю п. для продувки ванни, розбавляють шертним газом. При цьому, згщпп 1 (3.16), реакция зм1щуеться вправо, осюльки газова фаза кр1м оксид 1 в кар бону м1стить 1нертний газ, тобто парц1альний тиск зменшуеться

Продувка шертним газом знижуе температуру металу (газ нагр1вап ы ч 1 интенсивно виносить теплоту). Експериментальну залежшсть швидке н и зниження температури стал1 в ковш1 вщ питомо! на 1 т металу витрат аргону за усереднено'1 продувки зображено на рис. 3.40. Крива мае екст| мальний характер з максимумом на дшянщ у_пАг = 0,003 м³/(хн • 1 »

Пор1вняно невелика швидшеть зниження температури у раз1

ня витрат аргону понад 0,003 м^л/(хв ■ т) зумовлюеться збшыпепням рад1уса деяких бульбашок, що зумовлюе зменшення загально'Г новермм

1,40. Экспериментальна залежшсть швидкост!

НИ температури стал1 в копим в1Дпитомо1 | ИРТйлу витрати аргону у_пАг для усеред-

~ ;ИвЧ продувки (о — експериментальш точки)

■01и'Р<\дач1 на меж1 бульбашка — роз- )

розрахупках приймають, що середня К|('П> охолодження розплаву за його д 002 0 003 Липки продувки нейтральним газом гмин. (> "С'/хв.

Гиму продувку шертним газом часто використовують для регулю- "ЙИ И'мператури. Продувка металу шертними газами в ковип техшч- Ц|НК'т1ша, шж вакуумування. Якщо технолопя дае змогу виконати ЙЙЛУ продувку металу шертними газами, то вщ вакуумування вщмов- (И'м Иайчастпне як шертний газ використовують аргон. Шд час "нищ ва стал1 иростих марок за невисоких температур аргон замЬ дпневшими газами — азотом 1 нав1ть парою. Нфгмппування крапель металу 31 специально приготовлении «син- ^ЧНИМ» шлаком дае змогу штенсифжувати перехщ у шлак тих шшдли- , домПнок, яю видаляються в шлакову фазу, зокрема арки, фосфору, 'ИМ у впглн/п неметалевих включень. Зазвичай «синтетичний» шлак ви- ИСНшуюгь для видалення арки, осюльки основою такого шлаку е СаО. К К ,1и,|далспдь розплавляють, а для зниження температури плавлення МйД гумпш вводять А1₂Оз або шип дом1шки. Вщсутшсть у такому ' окгндп» феруму робить цей шлак добрим розкисником. Якщо ставить- ЙЙНДпнпн очищения металу вщ неметалевих включень визначеного скла- I То »1дповщно шдбирають склад шлаку. В уах випадках потр1бний Питого складу. Для оптимального використання властивостей шлаку Юблиють технолопчш засоби отримання максимально! поверхш контак- _ЙМНИ шлаково!' 1 металево'! фаз та подальшого вщокремлювання шлаку. Й|М>дунка металу порошкопод1бними матер1алами також мае забезпе- 'III максимальне контактування твердих реагенпв, що вдуваються, з ЙДпм Газом ноаем може бути як окисник (наприклад, кисень або по- й), Iак I ищновник (наприклад, природний газ) або нейтральний газ |риклад, аргон). Для видалення фосфору в струмеш кисню у метал ЙЙЮП< гверду сум1Ш, яка складаеться з вапна, зал1зн01 руди 1 плавиково- ИШШ У У1"я видалення арки в метал у струмеш аргону вдувають су- ЩЦ||| йинпа I плавикового шпату. Таким самим способом можна вдувати у §ЙМПУ (и | I румеш нейтрального або вщновного газу) сильиод1ЮЧ1 реагента, |§Ц| ним* л1док велико! енергн взаемодп та вщповщного шроефекту (напри- (ММ|| кндыпй, мапий) або через Тх шкщливу Д1Ю на здоров'я (наприклад, ЦЦНИ'ПК, еенеи, телур) звичайними способами вводити у метал не можна.