Агрегат внепечной обработки

Ограниченные возможности регулирования физических и физико-химических условий протекания процессов плавки стали в сталеплавильных агрегатах, повышение требований к качеству стали, а также необходимость разработки технологии и производства стали принципиально нового качества привели к созданию новых сталеплавильных процессов, соответствующих современному уровню развития техники. Одним из элементов таких технологий является внепечная обработка стали. Обеспечивая получение не только высокого, а в ряде случаев нового качества, но и повышение производительности сталеплавильных агрегатов, внепечная обработка стали начала особенно быстро развиваться в 60-70-х годах и стала неотъемлемой частью сталеплавильного производства. Внепечная обработка стали — промежуточный передел между выплавкой стали и её разливкой.

Методы внепечной обработки стали могут быть условно разделены на простые (обработка одним способом) и комбинированные (обработка металла несколькими способами одновременно).

К простым методам относятся: 1) обработка металла вакуумом; 2) продувка инертным газом; 3) обработка металла синтетическим шлаком, жидкими и твёрдыми шлаковыми смесями; 4) введение реагентов в глубь металла.

Основными недостатками перечисленных простых способов обработки металла являются: а) необходимость перегрева жидкого металла в плавильном агрегате для компенсации падения температуры металла при обработке в ковше; б) ограниченность воздействия на металл.

К комбинированным можно отнести обработку металла вакуумом, продувкой аргоном и синтетическими шлаковыми (VOD –процесс ), агрегат «ковш-печь» и др.

Т.к. сталь Р18Ф2 является качественной, инструментальной и высокоуглеродистой, то в целях снижения себестоимости 1 т данного вида для выплавки стали марки Р18Ф2 в рамках этой работы был выбран агрегат аргоно-кислородного рафинирования. Разработанный в настоящее время процесс аргоно-кислородного рафинирования может быть представлен следующим образом. В реторту из электропечи заливают расплав, содержащий 0,60% С, 0,48% Si, 18,4% Сг, 13% Ni. Фурмы для продувки (обычно 2—3) расположены горизонтально близ подины. Продувка длится 48 мин, за это время температура металла поднимается с 1515 до 1735° С. Соотношение между кислородом и аргоном в дутье по ходу продувки меняется. В начале оно равно 3 : 1, при достижении содержания углерода 0,26% понижается до 2 : 1, затем его постепенно доводят до 1 : 1, а при содержании углерода менее 0,10% — до 1:2. Если требуется уменьшить содержание углерода в расплаве до 0,01% и ниже, продувку удлиняют на 10—15 мин.

 По окончании продувки присаживают шлаковую смесь и перемешивают ванну аргоном, восстанавливают хром ферросилицием и силикокальцием. При необходимости десульфурации шлак удаляют и заводят новый (высокоосновный). 

 Для рафинирования стали от неметаллических включений и водорода, выравнивания химического состава и температуры ее в ковше металл продувают инертными газами, для чего используют чаще всего аргон. Иногда его пытаются заменять азотом. В зависимости от поставленной задачи расход аргона различен.    Продувку осуществляют через пористые блоки в днище ковша. Их изготавливают по специальной технологии из плавленых огнеупоров — периклаза, глинозема, магниевой шпинели, муллита. Стойкость блоков обычно соответствует стойкости футеровки ковша. После продувки аргоном у стали хорошая жидкотекучесть, более низкое содержание водорода, кислорода и неметаллических включений. У нее повышенная пластичность, меньшая анизотропность свойств, большая устойчивость против хрупкого разрушения особенно на поперечных образцах.