§5. Метод продувки инертными газами

Для повышения качества металла получил промышленное рас­пространение по мере освоения технологии получения деше­вого аргона в больших количествах (как сопутствующего продукта при производстве кислорода, как известно, в воз­духе ~ 1 % Аг). На кислородных станциях аргон выделяют при ректификации жидкого воздуха. Если завод имеет мощную кислородную станцию, то объем попутно получающегося арго­на достаточен для обработки больших количеств стали. В

тех странах, где имеются запасы гелия, для продувки ис­пользуют также гелий.

Для продувки металла, не содержащего нитридообразующих элементов (хрома, титана, ванадия и т.п.), часто исполь­зуют азот, т.к. при 1550—1600 °С процесс растворения азо­та в жидком железе не получает заметного развития. Расход инертного газа составляет обычно 0,1—3,0 м³/т стали. В зависимости от массы жидкой стали в ковше снижение темпе­ратуры стали при таком расходе аргона составляет 2,5—4,5 °С/мин (без продувки металл в ковше охлаждается со скоростью 0,5—1,0 °С/мин). Тепло при продувке дополни­тельно затрачивается на нагрев инертного газа и излучение активно перемешиваемыми поверхностями металла и шлака. Ббльшая часть тепловых потерь связана с увеличением теплового излучения, поэтому такой прием, как накрывание ковша крышкой при продувке позволяет заметно уменьшить потери тепла; при этом одновременно снижается степень окисления обнажающегося при продувке металла. Простым и надежным способом подачи газа является использование так называемого ложного стопора (рис. 192). Продувочные_# уст­ройства типа ложного стопора безопасны в эксплуатации, так как в схему футеровки ковша не нужно вносить никаких изменений, но они обладают малой стойкостью. В результате интенсивного движения металлогазовой взвеси вдоль стопора составляющие его огнеупоры быстро размываются.

Большое распространение получил способ продувки через устанавливаемые в днище ковша пористые огнеупорные встав­ки или пробки (рис. 193); в тех случаях, когда продувку проводят одновременно через несколько пробок (вставок), эффективность воздействия инертного газа на металл су­щественно увеличивается. Продувка с расходом газа до 0,5 м³/т стали достаточна для усреднения химического сос­тава и температуры металла; продувка с интенсивностью до 1,0 м³/т влияет на удаление из металла неметаллических включений; для эффективной дегазации необходим расход инертного газа 2^3 м³/т металла.

Во многих случаях продувку инертным газом проводят одновременно с обработкой металла вакуумом. В этом случае расход инертного газа может быть существенно уменьшен. Совмещение продувки инертным газом обработкой шлаком спо­собствует повышению эффективности использования шлаковых

612

613

Рис. 192. Фурма в виде "ложного стопора" для вдувания порошкооб­разных реагентов в металл

I \

KSJ КШЕН

S*»JWNaN«S№№S*J«*eCH !№K«NiN

_m^sm

?/////Ш№//////щ^///м

Ar

Рис. 193. Конструкция пористой пробки (вставки) для продувки ме­талла аргоном:

1 — вставка с каналами для прохо­да газов; 2 — огнеупорный корпус; 3 — гнездовой кирпич

смесей, так как интенсивное перемешивание при продувке увеличивает продолжительность и поверхность контакта ме­талла со шлаком. Если при этом ковш, в котором осуществ­ляется такая обработка, накрыт крышкой, то наличие в пространстве между крышкой и поверхностью шлака атмосферы инертного газа предохраняет металл от окисления, а сниже­ние потерь тепла позволяет увеличить продолжительность контакта металла с жидким шлаком. На этом принципе осно­вана разработанная на одном из заводов Японии технология так называемого САВ-процесса (от слов Capped—Argon—Bubb-

Ar-

Рис. 194. Схема САВ-процесса:

/ — ковш с металлом; 2 — крышка ковша; 3 — устройство для загрузки ферро­сплавов; 4 — отверстие для отбора проб; 5 — синтетический шлак; 6 — шибер­ный затвор; 7 — пористая пробка для введения аргона

Рис. 195. Схема SAB-процесса:

1 — подача флюсов и добавок; 2 — синтетический шлак; 3 — окислительный ко­нечный шлак

ling) (рис. 194); данная технология предусматривает нали­чие на поверхности металла в ковше синтетического шлака заданного состава.

В тех случаях, когда из плавильного агрегата в ковш попадает какое-то количество конечного окисленного шлака (например, при выпуске плавки из конвертера), используют метод, названный металлургами Японии SAB-процессом (рис. 195).

Введение в металл добавок в нейтральной атмосфере и хорошее их усвоение при перемешивании металла инертным газом обеспечивается в несколько усложненном способе за­щиты зоны продувки, названном CAS-процессом.

По этому способу в ковш сверху вводят огнеупорный кол­пак, закрытый снизу расплавляющимся металлическим кону­сом, таким образом, чтобы внутрь этого колпака не попал шлак; затем снизу под колпак подают аргон.

614

615