§ 6. Аргонокислородная продувка
Влияние продувки металла инертным газом на уменьшение парциального давления монооксида углерода, образующегося при окислении углерода, использовано при разработке такого процесса, как аргонокислородное обезуглероживание или аргонокислородное рафинирование (АКР) .
При продувке металла кислородом равновесие реакции [С] + 1/2О2(г) = СОГ определяется парциальным давлением кислорода и образующегося монооксида углерода. Продувая металл смесью кислорода с аргоном, мы добиваемся "разбавления" пузырей СО аргоном и соответствующего сдвига вправо равновесия реакции. Окислительный потенциал газовой фазы при этом достаточен для проведения реакций окисления примесей ванны.
Для осуществления процесса аргонокислородного рафинирования создан агрегат, обычно именуемый AOD-конвертер (рис.196). Конструкция фурм для подачи смеси аргона и кислорода позволяет в широких пределах регулировать соотношение О2:Аг; при этом соответственно меняется окислительный потенциал вдуваемой газовой смеси, вплоть до продувки одним аргоном (обычно в заключительной стадии плавки). Если при этом продувку вести под высокоосновным шлаком, обеспечивается также эффективная десульфурация расплава.
Сравнительная простота организации аргонокислородной продувки, высокая производительность агрегатов и возможность изменять в широких пределах окислительный потенциал газовой фазы (отношение О2: Аг) приводят к непрерывному расширению сферы распространения этого метода. Этот метод используют для производства не только коррозионностойких, но также и электротехнических, конструкционных и других сталей. Этот метод позволяет получать в конвертере высокохромистые стали непосредственно из чугуна с использованием в качестве шихтового материала хромистой руды. Жидкий чугун подвергают внедоменной обработке (обескремнива-нию, дефосфорации), после чего заливают в конвертер. В процессе продувки в конвертере осуществляют обезуглероживание, десульфурацию и легирование хромом. Часть хрома вводят в металл с феррохромом, а часть – с хромистой ру-
Процесс известен также как AOD-процесс (Argon–Oxygen–Decarburisation).
616
дой, оксиды которой восстанавливаются углеродом чугуна. На одном из заводов Японии организовали производство кор-розионностойкой стали из расплава никелевых и хромистых руд. Никелевую руду с высоким содержанием железа подвергают дроблению, обогащению и предварительному нагреву в смеси с углеродистым восстановителем и в нагретом (~1000°С) состоянии загружают в рудовосстановительную печь, в которой получают расплав с 13–15 % Ni.
Хромистую руду также подвергают предварительной обработке и в нагретом (~500 °С) состоянии загружают в рудовосстановительную печь, в которой получают расплав с 40– 43 % Сг. Расплавы смешивают в ковше и заливают в конвертер, в котором подвергают аргонокислородной продувке для получения специальных высокохромистых никельсодержащих коррозионностойких сталей.
По сравнению с известным способом получения таких сталей из скрапа по схеме дуговая электропечь – конвертер аргонокислородной продувки затраты энергии в новом процессе ниже, содержание неметаллических включений и азота меньше, поскольку используют первородную шихту и не происходит образование атомарного азота в зоне продувки.
617