Технология внепечной обработки стали.

После разливки в ковше удобно проводить дополнительную обработку стали для удаления примесей (газы (О2, СО, Н2, N2), оксидные неМе включения (Al2O3, MnO, Cr2O3, TiO2 и др.), О2в соединении с металлами, примеси цветных Ме (свинец, сурьма, олово, цинк и др.), а также серу, фосфор, а в некоторых случаях – углерод и другие восстановители (марганец, кремний)).

Для удаления примесей в ковшах применяются следующие способы: 1. Обработка металла вакуумом; 2. Продувка металла газами (инертными, окислительными и восстановительными); 3. Перемешивание объема металла со специально приготовленным шлаком; 4. Продувка металла порошкообразными материалами; 5. Обработка металла порошковой проволокой.

Продувка порошками и гранулами (CaF2, CaO, железная руда, FeMn, FeSi, Са, Mg, C и др.) обычно осуществляется в струе инертного (аргон) или восстановительного (природный газ) газа и конструкции ковшей для реализации этого способа близки к конструкциям, реализующим продувку металла газами. Обработка стали порошковой проволокой заключается в подаче в ковш с жидкой сталью порошковых материалов в стальной оболочке посредством трайб-аппаратов. После ввода такой проволоки тонкая оболочка расплавляется и порошки распределяются в объеме металла. Подача порошкообразных материалов необходима для быстрого и равномерного раскисления, а также точного легирования стали. Качество стали в основном определяется длительностью (чем дольше идет процесс обработки, тем качественнее сталь) и способом внепечной обработки. Для компенсации тепловых потерь от металла и поддержания его температуры на высоком уровне в течение достаточно длительного времени необходимо перегревать сталь в сталеплавильной печи, либо подогревать ее в ковше. Как правило, 2-й вариант более экономичен при необходимости перегрева металла в сталеплавильной печи более чем на 70-75 °С.

Существуют два основных способа подвода энергии к жидкой стали в ковше: непосредственный нагрев электрической дугой и химический способ – путем продувки стали кислородом с окислением предварительно введенных в неё веществ. Например, быстрый нагрев химическим способом можно получить в том случае, когда в сталь предварительно введена алюминиевая проволока посредством трайб-аппарата. Первый способ является основой установок называемых ковш-печь AOD. Ковш-печь – это установка в виде ковша с крышкой для рафинирования стали путем ее продувки снизу азотом или аргоном и подогрева электродами, вводимыми через отверстия в крышке.

Второй способ лежит в основе работы установки химического нагрева.. После продувки кислородом обязательна продувка аргоном для удаления остатков кислорода. Наибольший эффект дает комплексный подход к внепечной обработке металла. Основные наиболее распространенные процессы комплексной обработки стали следующие: AP-процесс (Arc Process – дуговой процесс) –электродуговой подогрев металла при продувке аргоном через верхнюю фурму, наводке высокоосновного шлака и вдувании порошков силикокальция в струе аргона;

LD-RHOB-процесс (LD-процесс, т.е. кислородно-конвертерный процесс продувки чугуна, RH-процесс, т.е. циркуляционного вакуумирования, Oxygen Blowing – кислородная продувка) – обработка конвертерной стали вакуумом в установке циркуляционного вакуумирования с подачей в вакуум-камеру кислорода для дожигания СО до СО2 и нагрева металла в процессе обработки;

LF-процесс (Ladle-Furnace – ковш-печь) – укрытие ковша огнеупорной крышкой с отверстиями под электроды, подогрев металла с помощью дуги в процессе продувки аргоном и одновременно наводка на поверхности Ме высокоосновного шлака;

LRF-процесс (Ladle-Refining-Furnace – ковш-рафинирование-печь, разновидность LF-процесса) – в дополнение к LF-процессу: обработка вакуумом под герметичной крышкой (взамен свода с электродами) с отводом к вакуум-насосам с одновременным перемешиванием аргоном, далее разливка через промежуточный ковш в изложницы, находящиеся в вакуумной камере.