3.9.4. Розкиснення стал1

За будь-якого способу виробництва стал1 (конвертерного, мартен низ­кого, електросталеплавильного) на завершения плавки в метал1 зал и мм еться деяка юльюсть кисню. Його концентращя та актившсть до момеп I у випускання металу визначаються складом металу (насамперед вмн тм вуглецю, причому максимальней вм1ст кисню досягаеться за низькпч концентрацш вуглецю) 1 шлаку (переважно актившстю оксщцв феруму>. температурою ванни 1 типом процесу. Завданням розкиснення е зниження концентрацп розчиненого кисню 1 по можливост1 повне видалення з мг талу продукт1в розкиснення. Кисень, який залишаеться в метал! у пгаь тивнш форм1, менше впливае на попршення властивостей готово! ста м

У металургшнш практищ використовують таю способи розкиспенн ■< стали осаджувальний (глибинний), дифузшний, оброблення металу ( ним тичними шлаками або вакуумом. Найпоширешшим способом е осада. \ вальне розкиснення, за якого зниження концентрацп розчиненого 1! реп ■ > му метал1 кисню досягаеться зв'язуванням його елементами-розкпепш.а ми (Мп, 51, А1, Т1, 2г, Са) та рщюсноземельними металами.

Шсля введения розкисника в метал1 вщбуваеться взаемод1я за рг.п щею (3.36) з утворенням оксиду елемента-розкисника в газоподкнп п.

ому 1 твердому станах, що не розчиняеться в метал 1. Стушнь знижен- ■КОНцентрацП' розчиненого кисню залежить вщ розкисно!' здатносп еле- ГГа-розкисника, яка зазвичай визначаеться вм!стом розчиненого в рщкому 1я1 кисню, що знаходиться в р1вноваз1 з концентращею елемента-роз- Ника. 3 пщвищенням ступеня Х1М1чно"1 спорщненост1 елемента-роз- Ника до кисню зростае його розкисна здатшсть. Продукта розкиснен- що утворюються, внаслщок меншо'11'х гц1льност1 так чи шакше видаля- ся з металу. 1з велико! юлькост! розкисниюв найчаспше використо- Ю'П> манган, силщш (у вигляд1 феросилав1в) та алюмшш. Останшм ом все бшыного поширення набувають процеси, яю об'еднують проце- розкиснення 1 десульфурацп. Залежно вщ ступеня розкисненост1 ме- у р03р13НЯЮТЬ киплячу, нашвспокшну 1 СПОКШНу сталх. : Кипляча — це частково розкиснена (манганом 1 вуглецем) сталь, що Стигае у виливницях з штенсивним вид1ленням газ1в (понад 90 % О), ЯК1 е продуктом взаемодп розчинених у рщкому метал1 вуглецю й "сию. Вщ штенсивносп газовщцлення залежить будова та яюсть зливка ИНЛЯЧ01 сталь Киплячу сталь виплавляють у мартешвських печах 1 Оннертерах 13 вм1стом вуглецю вщ 0,02 до 0,27 (шод1 до 0,35 %) 1 'Жигану менше шж 0,6 %. Основним розкисником киплячо! стал! е Я % й фероманган, який вводять у шч або гавш. Натаспокшна сталь за ступенем розкисненост1 иосщае пром1жне Ц|сце М1Ж КИПЛЯЧОЮ 1 СПОКШНОЮ. ЮлЬШСТЬ РОЗКИСНИК1В, ЯК1 вводять у Летал, для новного видалення газ1в недостатня, тому в зливку нашв- ®||окшно"1 стал! м1стяться газов1 иухирщ 1 слабкорозвинена усадкова

Гйкоиина. 11ап1вспок1йну сталь, що м1стить 0,1 —0,3 % С; 0,35 — 0,85 Ми до 0,15 % 51, виплавляють у мартешвських печах та конвертерах, розкиспеппя нашвспокшно!' стал1 проводять частково у печ1 (фероман- ГИМом, домеиним феросил1щем), пот1м у ковши (феросил1щем, карбщом 1'ИЛ1цпо, алюм1н1ем, феротитаном) або лише в ковшь 1нод1 у виливницю 'Додаю п. пеиелику гальгасть алюмшш (0,02 — 0,5 кг/т).

('покИшу сталь розкиснюють надлишком сильних розкисниюв, як1 НИК июмаюгь можливкть взаемодп кисню з вуглецем шд час охолодження I тгрдиеппи металу у виливниць Як розкисники використовують ви­гони I низьковуглецевий фероманган, дзеркальний чавун, доменний 1 й феросшпщй, силжоманган, алюмшш, фероалюмшш, сшнкокальцш, ГИ'11н<><1 'мом11ий, альсикаль, карбщ силщш, силшоцирконш тощо. Попе- рИДН» розкиснення металу проводять у печ1 слабкими розкисниками, а Н1Д1*н1п0 иводять у ювш. 1нод1 сталь розкиснюють у ковни без попе- ||РАМ1'ОЮ розкиснення силщ1ем у печь

й,в,Н. Легування стал1

Пдмочасио з розкисненням проводять легування стал1 до певного (НМйДУ Дни легування використовують р1зн1 елементи. Велике значения ИЦН ММрпОництш стал1 мають шкель, хром, манган, молибден, ванадш,

Рис. 3.48. Експериментальна крива амшм тривалост! розчинення модифжаторп) у |>щ кому метал! Тр (в1сь логарифм)чна) залгжпи В1д розм!ру шматк!в (I

вольфрам, титан. Послщовшсть у иг дення легуючих елемент1в у сталь .и ЛеЖИТЬ В1Д СТупеНЯ Х1М1ЧН01 С1Юр1Д неност1 елементу до кисню.

Слщ зазначити, що шкель 1 мол:о ден, що мають меншу спорщнешсч ь до КИСНЮ, Н1Ж зал1зо, вводять у ВИГЛИД1 феромол1бдену або мол1бдату кальцию.

Хром у вигляд1 ферохрому завантажують в електрошч у вщнонпий перюд або безпосередньо теля видалення окисного шлаку. Засвогпнн хрому при цьому досягае 88 — 97 %. У процесс виплавляння мартен I и ськоТ стал1, легованоТ хромом, ферохром уводять теля попередмыии

розкиснення. 1нод1 для легування хромом 1 манганом використову

екзотерм1чн1 сплави, яю вводять у ювш до випускання металу. У прощ е I розплавляння сплав1в унаслщок взаемодп силвдю 1 МаК0₃, що чам знаходяться, вщцляеться значна юльюсть теплоти.

Вольфрам у вигляд1 феровольфраму шд час електроилавки в но дять на початку вщновного перюду. Засвоення вольфраму становий, близько 92 %. Для легування використовують також Л1гатури (сила ви вольфраму 13 сшпщем, алюмш1ем тощо), яю мають нижчу темпера туру плавлення, що сприяе прискоренню !х розчинення в рщкому мг тал1.

Ванадш пор1вняно легко окиснюеться, тому ферованадш додаю и. наириюнщ вщновного перюду — за 30 —40 хв до випускання. Засвосппч ванад1ю становить 95 %. Титан, що мае велику х1М1чну спорщнешсч ч, ;ю кисню, вводять у вигляд1 феротитану у ювш або перед самим випуск.ш ням металу 13 печь Вигар титану становить 40 — 60 %.

10'

10^й

0

10

20 й_ч

Для рафшування стал1 в ковии потр1бно враховувати тривалн п, розчинення модиф1катор1в у рщкому метал1 (рис. 3.48) та знижеипч його температури, зумовлене витратами теплоти на нагр1вання, розплаи ляння шлакоутворювальних матер1ал1в та теплоту х1м1чних реакпп» шлакоутворення (табл. 3.11). Зниження температури металу в конин теля введения 1 % (маси плавки) ТШС становить 23 °С (в перерахуп ку на питому добавку 1 кг/т стал1 охолодний ефект — 2,3 °С). Питом.I доза металево! ачки 1 кг/т стал1 знижуе температуру металу в копии на 1,6 "С.

Пвняння теплового балансу доведения металу в ковии, проведет щодо маси охолодно1 дом1Шки пщ час легування сталк

т^ =

М„

(3.86)

' ^ """"п.пр "пр""м

и)

-(Оп+ОстрУ^Ч)

-

•ни' маса охолодно1 дом1шки 1 металу в ковип, кг; _ох

ИII температурний ефект охолодноГ дом1шки, °С • т стал!/кг дом1ш- иитомий температурний ефект засвоення г-Г кусково"! або ДКомоТ легуючо! дом1шки, °С • т стал1/кг дом1шки; т_г — маса г-! :И1)К ибо порошково! легуючо! домшки, кг; т_м — маса металу в ковш!;

иитомий температурний ефект засвоення /-го дроту, °С/м; Ь^ — ИШ» доюкина/-го дроту, м; _||р — питомий температурний ефект щноУ дп усереднено! продувки, °С/хв; т_пр — тривалють усереднено! йки, хн; (5_стр — теплов! втрати у навколишне середовище ков- I струмепем металу пщ час його зливання, Дж; с_м — середня питома *мн1пт» рщкого металу за середиьо! температури, Дж/(кг • К). Щ«1Цо 1пд час розрахунку за формулою (3.86) маса охолодно! дом1Ш- н1д'смна величина, то метал у ковш! потр1бно нагр1вати. Для "(1 Ною пайчаепше продувають киснем для спалювання алюмшш, Й унодить (питомий температурний ефект реакцп становить 35,4 °С А1/Т сталО.

Дли ;1шюб1гання заростанню сталерозливних стакашв, отже, затягу- *МИ> процесу подалыиого розливання у метал уводять порошковий |Ц1Жильшевий др1т. При цьому тверд! алюмшати переходить у рщга |И1Ж11Лыпев! включения. Використання порошкового сшпкокальщ- дрогу дае змогу вводити кальцш у рщкий метал у точно дого­ни мне!, осюльки за надм1рного введения цього елемента в метал рцнотьсн тверд! включения Са5, як1 також впливають на заростан- Ййнерозливиих канал1В.

"ИМ" ' Змша температури спокшн(н стал1 шеля введения материалу пи- Щ Ингою 1 кг/т стал!

Змша тем­ператури стал!, °С

Змша тем­ператури стал!, °С

Р13Н0ВИД

матер1алу

Р13НОВИД матер1алу

Назва матер1алу

Ййнн мп11'р1алу

МПНпГНИ <1>||()

ншншичН /Ф

|М11II11111

ТИ.'Ш Тин.

(II урн 1ММ

|!|||Н1|ч| '11.1 IIП

<г111

|1НПП|1 ФЫО 11111 Н'НиШ М (|

Кусковий

Кускова

Порошок Кусковий

-0,83

-0,89

-0,68 0,27 0,11

0,99 0,16

-0,76

Тс саме

ФС65

0,62

-0,81

-1,77

-1,66

9,96 2,22 -5,64

Сшпкоманган СМн17 Фероманган ФМн75 Манган мета­левий АлЮМШШ вторинний первинний Граф1т

Чушки Катанка Порошок

Юлыисть дроту визначають за формулою

Ь_Са =(-1,68 + 1,445_м+0,686А1_м +0,0012^)т_и/(аЬК_Са), <зм/>

де Ь_Са — погонна довжина дроту з ЗЮа, м; 5_М, А1_м — вуциинлми маеова чаетка е1рки та алюмш1ю в метал1 перед Ух обробленням, ".. ,

1_М — температура металу в ковнп, °С; т_м — маса металу в ко , I,

а — стушнь засвоення кальцда шсля позашчного оброблення; /< стушнь наповнення порошкового дроту; К_Са — маеова частка кал 1.1 ню в силшокальщю, %.