Обработка металла

Внепечная обработка чугуна и стали

Раздел:  Строительство. Ремонт

На НЛМК реализовано оригинальное технологическое решение, предложенное Г.А.Соколовым. В основу схемы положен принцип вакуумной дегазации струи и слоя металла в проточной камере, расположенной между сталеразливочным и промежуточным ковшами УНРС; схема установки приведена на 8.14. Рафинировочная сталь поступает в промежуточный ковш по металлопроводу, погруженному под уровень металла. В процессе вакуумирования разность уровней металла в промежуточном ковше и в камере уравновешивается внешним давлением и образует барометрическую высоту. Продолжительные испытания этого способа, внедренного на НЛМК, показали, что в процессе поточного вакуумирования обеспечивается высокая эффективность воздействия вакуума на металл, так как создаются благоприятные кинетические условия для дегазации и углеродного раскисления. При выходе струи в разреженное пространство в ее объеме появляется большое количество газовых зародышей, которые превращают струю металла в пенообразную пузырьково-пленочную структуру с развитой и постоянно обновляющейся межфазной поверхностью. Вакуум также воздействует на хорошо перемешивающийся и постоянно обновляющийся тонкий слой металла на днище вакуумной камеры. Вакуумирование стали в потоке происходит  со  скоростью,  аналогичной  скорости  непрерывной разливки, что обеспечивает согласование работы УНРС и вакуумной камеры и не требует дополнительного времени на вакуумную обработку металла. Тепловые потери при вакууми-ровании составляют 5—10 °С, с учетом более высокой жидко-текучести вакуумированной сгали они практически не влияют на температурный режим плавки. Эффект вакуумирования сохраняется до получения готовой продукции, так как обеспечивается надежная зашита жидкого металла от вторичного окисления. В результате уменьшения скорости истечения стали из мегаллопровода затопленной струей улучшается гидродинамика в промежуточном ковше.

Вакуумирование металла в потоке ранее было опробовано в другом варианте; на НПО "Тулачермет", где была сооружена и опробована полупромышленная установка поточного вакуумирования металла из сталеразливочного ковша вместимостью до 10 т.

Установлено, что в процессе вакуумирования в потоке раскисленных алюминием спокойных сталей происходит заметное снижение содержания кислорода в металле (в среднем 55 %). Удаление азота при вакуумировании в потоке спокойной стали невелико и оценивается в среднем 10,5%. Вакуумирование спокойной среднеуглеродистои стали типа 45сп, склонной к флокенообразованию, позволяло снизить содержание в ней водорода до 2,1 см3/Ю0 г. Этот уровень остаточного содержания водорода исключает образование в ней флокенов и других дефектов, связанных с повышенным содержанием водорода, и сопоставим с пределами, достигаемыми при вакуумировании подобных марок стали в современных установках внепечного вакуумирования.

При вакуумировании полуспокойной стали содержание кислорода снижается в среднем до 60, а азота до 15 % (относительно). Содержание таких компонентов, как марганец, кремний, сера и фосфор, при вакуумировании в потоке полу-епокойной низкоуглеродистой стали остается практически неизменным. При вакуумировании кипяшей стали в потоке содержание углерода снижается с 0,07-0,10 до 0,05-0,06%, кислорода - в среднем на 75 %, азота - в среднем на 20 %.