3.3 Позапічна обробка сталі

Металургійні процеси, що забезпечують одержання зазначених результатів, ефективніше протікають при позапічної обробці, ніж в сталеплавильних печах завдяки ряду особливостей внеагрегатной обробки:

а) створення найбільш сприятливих термодинамічних умов для розвитку даного процесу, зокрема наводка шлаку, що забезпечує найбільш глибоку десульфурацию, б) збільшення швидкості взаємодії з газовою фазою або шлаком внаслідок дроблення металу на порції (краплі) з розвиненою контактною поверхнею, в) підвищення інтенсивності масопереносу в металі унаслідок його дроблення на порції (краплі) і, отже, збільшення градієнта концентрацій розчинених у ньому елементів.

Результати позапічної обробки визначаються прийнятими методами і технологією, за допомогою яких вона здійснюється. Нові технології обробки металу як у сталеплавильних печах, так і головним чином поза ними, призвели до помітного збільшення масштабів виробництва сталі і сплавів, однорідних за властивостями і містять мізерно мала кількість газів, неметалевих включень. Пов'язане з цим ускладнення технології виправдовується досягаєморезультатами щодо якості та надійності металопродукції.

Методи позапічної обробки сталі можуть бути умовно розділені на прості (обробка одним способом) і комбіновані (обробка металу декількома способами одночасно). До простих методів відносяться: 1) обробка металу вакуумом, 2) продувка інертним газом, 3) обробка металу синтетичним шлаком, рідкими і твердими шлаковими сумішами, 4) введення реагентів в глиб металу.Основними недоліками перерахованих простих способів обробки металу є: а) необхідність перегріву рідкого металу в плавильному агрегаті для компенсації падіння температури металу при обробці в ковші; б) обмеженість впливу на метал.Кращі результати впливу на якість металу досягаються при використанні комбінованих або комплексних способів, коли в одному або декількох послідовно розташованих агрегатах здійснюється ряд операцій.

Рисунок 3.5 Схема уктановки ківш-піч(1 – ківш;2 - траібапарат ;3 – кришка ковша;4 – електроди;5 – прістрій засимки матеріалів;6 – пристрій вибору проб)

Вибір необхідного обладнання визначається тією або іншою технологією обробки металу. Незважаючи на багатоплановість завдань, що виникають при вирішенні проблеми підвищення якості металу методами вторинної металургії, використовувані при цьому прийоми нечисленні: а) інтенсифікація процесів взаємодії металу з рідким шлаком або твердими шлакоутворюючихматеріалів шляхом організації інтенсивного перемішування, б) інтенсифікація процесів газовиділення шляхом обробки металу вакуумом або продуванням інертним газом, в) інтенсифікація процесів взаємодії з введеними в ванну матеріалами для розкислення і легування (підбір комплексних розкислювачів оптимального складу, введення розкислювачів в глиб металу у вигляді порошків, блоків, за допомогою спеціального дроту, штучне перемішування з метою полегшення умов видалення продуктів розкислення і т. д.).

Позапічної обробки металу комбінованими методами може здійснюватися: а) у звичайному сталерозливних ковші з футеровкою з шамоту і з вертикальним стопором, б) в сталерозливних ковші з футеровкою з основних вогнетривких матеріалів і стопором шиберного типу, в) в сталерозливних ковші, забезпеченому кришкою; г) в сталерозливних ковші, обладнаному для вдування газу або газопорошковой струменя знизу через змонтовані в днище пристрою, д) в установці ківш-піч з кришкою (зведенням), через яку опущені електроди, що нагрівають метал в процесі його обробки; е) в агрегаті типу конвертера з продувкою металу киснем, аргоном; ж) в агрегаті типу конвертера, забезпеченому обладнанням для вакуумування розплаву і т. д.У процесі позапічної обробки сталі відбувається охолодження металу, що, природно, обмежує тривалість обробки. Компенсація тепловтрат здійснюється різними способами. У цьому плані агрегати, що використовуються для цілей позапічної обробки сталі, умовно можна розбити на кілька груп: 1) агрегати без додаткового підігріву або подачі тепла в процесі обробки; 2) агрегати, в яких підвід тепла здійснюється в результаті окислення заліза і домішок при продуванні киснем , 3) агрегати, в яких підвід тепла здійснюється за допомогою електроенергії.

У світовій практиці набуває дедалі більшого поширення процес, названий процесом ківш-піч. У зарубіжній літературі процес отримав найменування LF-процес (ківш-піч), у вітчизняній літературі часто використовують абревіатуру АКОС (агрегат комплексної обробки сталі). Процес включає в себе перемішування шляхом продувки металу аргоном в ковші, дугового підігрів і обробку металу синтетичним шлаком в процесі його перемішування аргоном. Процес забезпечує не тільки отримання металу заданого хімічного складу і температури, а й зниження кількості неметалевих включень в результаті видалення сірки і кисню. Такий агрегат може бути встановлений в будь-якому сталеплавильному цеху.