§ 3. Современные способы вакуумирования

Схема обработки жидкой стали вакуумом была предложена еще Г.Бессемером. Практическое использование метода внепечно-го рафинирования для повышения качества металла относится к началу 50-х годов. В СССР работы по исследованию влия­ния понижения давления на процессы газовыделения были на­чаты в конце 30-х годов, а первая промышленная установка обработки металла вакуумом в ковше опробована на Енакиев-ском металлургическом заводе по инициативе ученых ИМет АН СССР А.Самарина и Л.Новика в 1952-1954 гг. Ковш с ме­таллом опускали в камеру, которую затем плотно закрывали крышкой и из закрытой таким образом камеры откачивали воздух.

В настоящее время в промышленно развитых странах ус­пешно работают сотни установок внепечного вакуумирования различной конструкции. Схемы наиболее распространенных конструкций представлены на рис. 183. Самым простым спо­собом является способ вакуумирования в ковше (рис. 183).

Рис. 183. Различные способы внепечного вакуумирования

606

Способы обработка жидкой | . . 1

Недостатком вакуумирования в ковше является невысокая эф­фективность метода при вакуумировании относительно боль­ших масс металла (> 50 т) и неравномерность состава ме­талла в ковше после ввода раскислителей и легирующих вследствие слабого перемешивания всей массы металла. Это­го можно избежать в том случае, когда предусматривается продувка металла в ковше интертным газом или электромаг­нитное перемешивание. При продувке металла инертным газом к обычным потерям тепла при выпуске и выдержке в ковше добавляются потери тепла на нагрев газа, продуваемого че­рез металл. При электромагнитном перемешивании этот недостаток ликвидируется, однако электромагнитное переме­шивание требует более сложного и дорогостоящего оборудо­вания. В настоящее время наиболее распространены следую­щие способы обработки металла вакуумом в ковше:

1. Ковш с металлом помешают в вакуумную камеру, орга­низуют перемешивание металла инертным газом, раскислители вводят в ковш из бункера, также находящегося в вакуумной камере. Этот метод часто называют ковшевым вакууми-рованием (рис. 184).

2. Металл вакуумируют при переливе из ковша в ковш или из ковша в изложницу, т.е. обработке вакуумом подвергает­ся струя металла (метод называют струйным вакуумированием или вакуумированием струи).

3. Металл под воздействием ферростатического давления засасывается примерно на 1,48 м (рис. 185) в вакуумную

Рис. 184. Установка вакуу­мирования стали в ковше: 1 — вакуум-крышка; 2 — теп­лозащитный экран; 3 — ста-леразливочный ковш; 4 — вакуум-камера

607

тие и раздробление на капли, а также увеличение поверхно­сти контакта металл—газовая фаза (вакуум). Методы вакуум­ной обработки стали непрерывно совершенствуются, предла­гаются новые решения, позволяющие получать металл высоко­го качества с использованием более простых методов. При­мером может служить разработанный на одном из японских заводов метод, названный методом РМ (Pulsation Mixing — пульсирующее перемешивание), схема которого показана на рис. 188. На установке такого типа обрабатывают 100-т плавки конвертерного металла. Сущность метода заключается в переменном включении и выключении подачи аргона и ваку­умного насоса, вследствие чего металл в цилиндре (и в ковше) интенсивно пульсирует, что обеспечивает высокую степень его рафинирования. Достоинство установки — воз­можность высокоэффективной работы без глубокого вакуума.