4.10.2 Чисте кипіння

Призначення періоду чистого кипіння - нагрівання металу до необхідної температури, доведення металу й шлаків до необхідного состава до моменту розкислення.

На печах, що працюють із продувкою ванни киснем, початок періоду чистого кипіння визначається утворенням рідко рухливих шлаків, що сформувався.

Початок періоду чистого кипіння у випадку роботи без продувки ванни киснем визначається енергійним кипінням ванни рівним міхуром не менш чим на 2/3 її поверхні, під сформіровавшимся рідко рухливих шлаками. Початок періоду чистого кипіння вважати не раніше, ніж через 15 хвилин після присадки останньої порції перевелися. Початок чистого кипіння обов'язково відзначається в паспорті плавки. Закінченням періоду чистого кипіння є початок випуску плавки або присадка раскислителей у піч (у випадку попереднього розкислення металу в печі).

Тривалість періоду чистого кипіння повинна бути в межах 30 -60 хвилин.

Зміст вуглецю в металі до початку чистого кипіння повинне бути вище середьозаданного не менш, ніж на 0,1% для сталей зі змістом вуглецю в ковшовій пробі 0,12% і менш, на 0,2% - для всіх інших марок стали.

На початку чистого кипіння, через кожні 10-15 хвилин і безпосередньо перед випуском плавки (розкисленням у печі), відбираються проби металу для контролю змісту вуглецю й марганцю (сірки й інших елементів по розсуду майстра). До моменту випуску плавки повинні бути відомі результати аналізу хімічним способом останніх двох проб металу.

Рівень змісту марганцю по ходу доведення не регламентується, присадки феромарганцю або силікомарганцю до початку розкислення не дозволяється.

Швидкість вигоряння вуглецю в період чистого кипіння (відсотків у годину), наведена в таблиці 4.2

Таблиця 4.2- Швидкість вигоряння вуглецю в період чистого кипіння (відсотків у годину)

Зміст [С]% у ківшевій пробі.	Тип печі
	одножолобні	двухжолобні
А. При продувці ванни киснем у період доведення.
До 0,12	0,09	0,07
0,12 і більше	0,25	0,20
Б. Без продувцки ванни киснем у період доведення.
До 0,12	0,07	0,05
0,12 і більше	0,18	0,14

Наявність горизонтальних площадок на кривій вигоряння вуглецю в період чистого кипіння не допускається для сталей 08Ю, 08нп і стали 08пс експортного призначення, а також для сталей зі змістом вуглецю більше 0,12%

У період чистого кипіння при досить нагрітому металі, дозволяється присадка окалини, а у виняткових випадках і руди в кількості не більше 0,5% від ваги садки, із закінченням присадки не пізніше, ніж за 30 хвилин до початку випуску плавки (розкислення в печі), при виплавці спокійних і напівспокійних марок стали з розкисленням кремнієм у ковші й за 15 хвилин - для інших марок стали.

Присадки повинні вироблятися невеликими порціями, що не перешкоджають кипінню металу.

У період чистого кипіння виправлення шлаків дозволяється сухим бокситом або боєм шамотної цегли, які сідають невеликими (не більше 0,5 мульди) порціями, щоб не знижувати інтенсивність кипіння ванни.

Присадки бокситу й шамотного бою повинні припинятися не пізніше, ніж за 30 хвилин до початку розкислення (випуску). Присадки перевелися в період чистого кипіння забороняється.

Перед випуском плавки (розкисленням у печі) відбирається проба шлаків для визначення основности й змісту закису заліза.

Основность шлаків по ходу доведення повинна підвищуватися й до моменту випуску (розкислення) бути для конструкційної киплячої, напівспокійної й нестаріючої сталі не менш 2,5 для рядової киплячої й напівспокійної сталі за ДСТ 380-94 і для всіх спокійних марок стали - не менш 2,2. Рекомендуєма основность шлаків 2,5 -3,5

Зміст закису заліза в шлаку перед випуском (попереднім розкисленням), наведене в таблиці 4.3

Таблиця 4.3- Зміст закису заліза в шлаку перед випуском (попереднім розкисленням)

Група стали	Зміст [C]% у металі перед випуском (розкисленням)	Межі змісту FeО %
		Верхній	Нижній
Спокійна й напівспокійна з розкисленням Si у ковші.	нижче 0,12	18	-
	вище 0,12	15	-
Кипляча й напівспокійна з «киплячою» скоринкою.	нижче 0,12	23	12
	вище 0,12	20	10

На плавках із продувкою ванни киснем зміст закису заліза в кінцевому шлаку може бути вище зазначених верхніх меж, але перевищення змісту FeО більше 25% небажано.

Щоб уникнути підвищення змісту закису заліза в шлаку під час продувки ванни киснем сопла фурм необхідно занурювати у ванну на 50-100 мм нижче рівня розділу шлак - метал.

Плавки зі змістом закису заліза в кінцевому шлаку більше 25% по прямому замовленню призначаються при наступному співвідношенні закису заліза й основности шлаків

- основность 2,5-3,0 3,1 - 3,5 3,6 і більше

- закис заліза, % до 36 до 28 до 30

Плавки, що мають відхилення від зазначених співвідношень на конструкційні марки стали, не призначаються.

При задовільному кипінні металу в виливницях зміст закису заліза нижче зазначених у таблиці нижніх меж не є бракувальною ознакою.

Температурний режим є одним з найважливіших параметрів плавки, що визначає якість сталі.

Температура металу по ходу плавки виміряється за допомогою установки для безперервного виміру температури.

В плавильному паспорті повинні відзначатися показання температури по розплавлюванні на початку чистого кипіння, через кожні 10-15 хвилин по ходу чистого кипіння, перед розкисленням і на початку випуску плавки.

Додатковий контроль температури металу виробляється контрольною термопарою занурення разового виміру й візуально шляхом зливу металу на плиту.

Регулювання швидкостей вигоряння вуглецю й нагрівання металу здійснюється зміною інтенсивності продувки ванни киснем (аж до повного припинення продувки), положення продувних фурм щодо границі метал - шлак, теплового навантаження, присадками охолоджувачів (окалини, залізної руди), долівкою чавуну в піч.

Температура металу перед випуском залежно від марки сталі, типу печей й умов випуску наведена в таблиці 4.4

Таблиця 4.4- Температура металу перед випуском залежно від марки сталі, типу печей й умов випуску

Група печей	Група марок сталі	Зміст вуглецю в сталі %	Температура металу, °С
			нормальні умови випуску (тривалість випуску 7-15 хв. На одножолобних й 15-20 хв. На двухжолобних печах.	підвищення верхньої межі на 5-10 хв. (після ремонту подини й сталевипускного отвору)
500 тонні	Кипляча, нестаріюча, напівспокійна.	менш 0,12 0,12 і більше	1610-1620 1605-1615	1610-1625 1605-1620
однованні	Низьколегована 10ХНДП. Вуглецева 45,55,65Г.	менш 0,12 0,12 і більше	1605-1620 1605-1615 1600-1610	— 1610-1615 1605-1610
250 тонні	Кипляча, нестаріюча, напівспокійна. Низьколегована 12ГС,16ГС,14Г2. Вуглецева Низьколегована 10ХНДП. Низьколегована типу 09Г2, 07ГСЮФ, 45,55,65Г	менш 0,12 0,12 і більше 1595-1605 менш 0,12 0,12 і більше	1600-1610 1605-1610 1595-1605 1590-1600 1605-1620 1605-1620 1575-1585	1605-1615 1600-1610 1600-1610 1600-1610 1595-1605 — — —

Примітка:

1. Погрішність виміру температури платина-родиевым перетворювачем

ПТПР—92 — ± 10°С.

2. Зазначені межі температури є оптимальними за умови наявності шаруючи шлаків на дзеркалі металу в сталерозливному ковші не менш 80 мм і витримки металу в ковші від кінця випуску до початку розливання не більше 15 хвилин для одножолобних й 20 хвилин — для двухжолобних печей. При відхиленні від зазначених умов оптимальна температура металу повинна бути на 5°С вище.

3. У випадку відхилення температури металу на випуску від зазначених меж при призначенні плавок варто керуватися поводженням металу в виливниць під час його розливання.

4. При розливанні напівспокійної сталі зверху температура металу повинні бути нижче на 5°С. При розливанні спокійної або низьколегованої сталі температура металу повинні бути вище на 5 — 15°С.

Температура в період чистого кипіння повинна безупинно підвищуватися й не перевищувати температуру металу перед випуском (розкисленням у печі)

З метою одержання якісного металу повинна строго дотримуватися встановлена тривалість післяпродувочного періоду (тривалість від моменту закінчення продувки ванни киснем до випуску плавки або

розкислення в печі).

Тривалість післяпродувочного періоду повинна бути не менш:

- для спокійної вуглецевої і низьколегованої сталі (крім марок типу 09М2, 07ГСЮФ) - 25 хвилин;

- для низьколегованої сталі типу 09Г2, Р7ГСЮФ і напівспокійної сталі, розкисляємою кремнієм у ковші - 15, хвилин;

- для киплячої, напівспокійної з „киплячою” скоринкою й нестаріючої сталі -10 хвилин.

У післяпродувочний період швидкість вигоряння вуглецю повинна бути не менш установленої для періоду чистого кипіння плавок, проведених без продувки ванни киснем.

Продувку ванни киснем припиняти при змісті вуглецю в металі не менш 0,07% при виплавці стали 08Ю и не менш 0,08% - при виплавці сталі, інших низковуглецевих марок стали.

У момент закінчення продувки робити відбір проби металу для визначення змісту вуглецю. Результати аналізу записуються в паспорт плавки.

Для зниження окисленности кінцевих шлаків і стабілізації температури й окисленности металу при виплавці стали зі змістом вуглецю менш 0,1%, рекомендується:

- за 5-10 хвилин до випуску присаджувати у піч твердий чавун у кількості 1% від ваги садки (з метою „прокипання”- ванни).

- у готовій сталі одержувати вуглець на верхній межі його змісту (з урахуванням вуглецю, внесеного феросплавами).

Перед випуском киплячої, напівспокійної й спокійної сталі, всіх призначень дозволяється навуглероживанні металу в печі до 0,03% рідким або чушковим чавуном й у ковші до 0,05% дрібним сухим коксиком, графітом, електродним боєм, що подається й ківш або на струмінь металу.

Забороняється навуглероживання металу рідким чавуном по ходу випуску плавні.