Введение
Новые технологии обработки металла как в сталеплавильных печах (конвертерах), так и главным образом вне их, привели к заметному увеличению масштабов производства стали и сплавов, однородных по свойствам и содержащих ничтожно малое-количество газов, неметаллических включений и других нежелательных примесей. Связанное с этим усложнение технологии оправдывается достигаемыми результатами в отношении качества и надежности металлопродукции.
Методы внепечной обработки стали могут быть условно разделены на простые (обработка металла одним способом) и комбинированные (обработка металла несколькими способами одновременно). К рассмотренным выше простым методам относятся: 1) обработка металла вакуумом; 2) продувка инертным газом; 3) обработка металла синтетическим шлаком, жидкими и твердыми 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 (только десульфурация, только дегазация и т.п.).
Лучшие результаты воздействия на качество металла достигается при использовании комбинированных или комплексных способов, когда в одном или нескольких последовательно расположенных агрегатах осуществляется ряд операций. Для их проведения зачастую необходимо изменять конструкцию ковша и использовать более сложное оборудование.
Комбинированные способы внепечной обработки стали
Выбор необходимого оборудования определяется той или иной технологией обработки металла. Несмотря на многоплановость задач, возникающих при решении проблемы повышения качества металла методами вторичной металлургии, используемые при этом технологические приемы немногочисленны:
) интенсификация процессов взаимодействия металла с жидким шлаком или твердыми шлакообразующими материалами путем организации интенсивного перемешивания (специальной: мешалкой, продувкой газом, вдуванием твердых шлакообразующих материалов непосредственно в массу металла, с помощью электромагнитного перемешивания и т.п.);
2) интенсификация процессов газовыделения путем обработки металла вакуумом или продувкой инертным газом;
3) интенсификация процессов взаимодействия с вводимыми в ванну материалами для раскисления и легирования (подбор комплексных раскислителей оптимального состава, введение раскислителей в глубь металла в виде порошков, блоков, с помощью специальной проволоки, с помощью патронов, выстреливаемых в глубь металла, искусственное перемешивание с целью облегчения условий удаления продуктов раскисления и т.д.). Организация перемешивания ванны тем или иным способом (интенсификация процессов массопереноса) является обязательным условием эффективности процесса.
Внепечная обработка металла комбинированными методами может производиться: а) в обычном сталеразливочном ковше с футеровкой из шамота и с вертикальным стопором; б) в сталеразливочном ковше с футеровкой из основных высокоогнеупорных материалов и стопором шиберного типа; в) в сталеразливочном ковше, снабженном крышкой; г) в сталеразливочном ковше, оборудованном для вдувания газа или газопорошковой струи снизу через смонтированные в днище устройства; д) вковше-печис крышкой (сводом), через которую олушам электроды, нагревающиеметалл а процессе его обработки; е) в агрегате тип конвертора с продувкой металла кислородом, аргоном, паром; ж) в агрегате типа конвертора, снабженном оборудованием для вакуумирования расплава и т.д.
По мере совершенствования и развития методов вторичной металлургии обычные сталеразливочные ковши заменяются вспомогательными металлургическими агрегатами, в которых происходит очистка металла от вредных примесей и доводка до нужного состава и температуры. После пребывания в таком вспомогательном агрегате во многих случаях сталь выливают в обычный стале-разливочный ковш, из которого она разливается на слитки или поступает на машины непрерывной разливки.
2. Агрегатыдля внепечнойобработки стали
В процессе внепечной обработки стали происходит охлаждение металла, что, естественно, ограничивает продолжительность обработки. Компенсация теплопотерь осуществляется различными способами. В этом плане агрегаты, используемые для целей внепечной обработки стали, условно можно разбить на несколько групп:
) агрегаты без дополнительного подогрева или подачи тепла в процессе обработки. К таким агрегатам относятся установки для обработки вакуумом различными методами, установки введения в металл реагентов в виде порошка, проволоки, блоков, установки типа накрытого крышкой ковша при продувке металла инертным газом;
2) агрегаты, в которых подвод тепла осуществляется в результате окисления железа и примесей при продувке кислородом (например, конвертер АОД-процесса, конвертер VODC, RH-OB, RHO и др.);
3) агрегаты, в которых подвод тепла осуществляется с помощью электроэнергии.