8.7. Легирование стали

Большую часть легирующих элементов при выплавке легированных сталей в кислородных конвертерах вводят в ковш, поскольку присадка их в конвертер привела бы к большому их угару (окислению). В связи с возможностью чрезмерного охлаждения жидкой стали количество вводимых в ковш ферросплавов ограниченно, поэтому в кислородных конвертерах выплавляют преимущественно низколегированные стали.

Легирование твердыми ферросплавами в ковше является наиболее простым и широко применяемым способом. Его осуществляют присадкой ферросплавов в ковш в процессе выпуска, а также в процессе продувки металла в ковше аргоном. Ниже описана рекомендуемая типовой технологической инструкцией 1986 г. по выплавке конвертерной стали технология легирования в процессе выпуска;

Никель и медь, химическое сродство которых к кислороду ниже, чем железа, в присутствии жидкого железа не окисляются, поэтому их вводят во время завалки в виде отходов (лома), сплавов или чистого металла.

Марганец вводят в ковш в виде силикомарганца или ферромарганца. При содержании в стали >1,2% Мn рекомендуется использование жидких или экзотермических ферросплавов.

Кремний для легирования вводят в ковш в виде силикомарганца и 65 %- и 75 %-ного ферросилиция.

Xром рекомендуется вводить в ковш в виде жидкого или экзотермического феррохрома и твердого силикохрома. Допускается введение в ковш феррохрома, но с обязательным после-дующим усреднением металла продувкой в ковше аргоном.

Ванадий. Ферросплавы, содержащие ванадий, следует вводить в ковш при выплавке спокойных сталей после присадки марганца, кремния и алюминия; при выплавке кипящей стали — после присадки марганца и при выплавке полуспокойной — после присадки марганца и кремния.

Алюминий вводят в ковш в виде чушек после присадки марганца и кремния. Разрешается введение алюминия в виде чушек и блоков, при помощи штанги во время и после выпуска с обязательной последующей продувкой металла в ковше аргоном.

Титан. Прокаленный ферротитан присаживают в ковш после введения алюминия. Допускается введение в ковш отходов титана и титановой губки.

Ниобий. Феррониобий для легирования спокойной стали вводят в ковш после присадки алюминия; для легирования полуспокойной стали — после присадки ферросилиция или силикомарганца.

Фосфор. Для легирования фосфором в ковш после присадки марганца и кремния вводят феррофосфор, фосфористый ферромарганец или ферромарганфосфор.

Сера. Серу для легирования рекомендуется вводить в ковш в пакетах одновременно с другими ферросплавами.

Азот. Для .легирования азотом используют азотированные марганец, феррохром или феррованадий, которые вводят в ковш после при-садки всех раскислителей и легирующих.

Силикокальций следует вводить в ковш в порошкообразном виде вдуванием в струе нейтрального газа. Разрешается введение силикокальция в ковш кусками размером 10— 50 мм после дачи всех остальных раскислителей.

Редкоземельные металлы (РМЗ) рекомендуется вводить в виде силицидов РМЗ кусками в ковш после присадки всех раскислителей и легирующих, либо присадкой в ковш при продувке металла аргоном, либо в порошкообразном виде в струе нейтрального газа в ковш.

Легирование жидкими ферросплавами. Способ заключается в том, что при выпуске стали из конвертера в ковш заливают легирующие добавки, предварительно расплавленные в индукционной или дуговой электропечи. Метод позволяет вводить в сталь большое количество легирующих без охлаждения металла, но обладает существенным недостатком — требуется иметь в цехе дополнительный плавильный агрегат, что усложняет организацию работы в цехе.

Легирование экзотермическими ферросплавами. Ферросплавы в виде брикетов вводят в ковш перед выпуском в него стали. В состав брикетов вводят измельченные ,легирующие (феррохром, ферромарганец и др.), окислитель (например, натриевая селитра), восстановитель (например, алюминиевый порошок) и связующие (каменноугольный пек и т. п.). При растворении брикетов в стали алюминий окисляется кислородом, содержащимся в натриевой селитре; выделяющееся тепло расходуется на расплавление легирующих. Подобным методом можно вводить в сталь до 4 % легирующих элементов. Однако способ не нашел широкого применения вследствие трудности организации производства брикетов.