§ 10. Предотвращение вторичного окисления

Одной из распространенных причин брака стали является вторичное (повторное) окисление металла, являющееся след­ствием взаимодействия металла с кислородом воздуха при выпуске и разливке, а также с конечным окислительным шла­ком, огнеупорами и т.п. Развитие процессов вторичного окисления определяется процессами взаимодействия:

1. Металла с окисленным печным шлаком после введения раскислителей в печь.

2. Струи металла с атмосферой при выпуске металла в сталеразливочный ковш.

3. Металла, выпущенного из конвертера или печи, с окисленным шлаком, попавшим вместе с металлом в ковш.

4. Струи металла с атмосферой при переливе металла из сталеразливочного ковша в промежуточное разливочное устройство (промежуточный ковш).

5. Поверхности металла в промежуточном ковше с атмо­сферой.

6. Струи металла, с воздухом, захваченным (эжектиро-ванным) струей металла при разливке по изложницам или в кристаллизатор установки непрерывной разливки.

7. Поверхности металла в изложнице или кристаллизаторе с атмосферой.

8. Металла, раскисленного сильными раскислителями (кальцием, магнием, резкоземельными металлами) с оксидами футеровки ковша.

Окислительный потенциал воздуха (21% 0₂) определяется значением р"^озд = 0,021 МПа; потенциал атмосферы, равно-

весной с чистым расплавленным железом, р^чж = 10~^эПа;

потенциал атмосферы, равновесной с железом, раскисленным такими раскислителями, как кремний, алюминий и др., рраск.ж _ ю~⁵*10^-7 Па. Огромное (почти десять порядков)

626

различие окислительного потенциала воздуха и раскисленно­го металла определяет трудность защиты металла от вторич­ного окисления.

Помимо окисления струя металла при выпуске и разливке взаимодействует с азотом и влагой воздуха.

Парадокс заключается в том, что чем чище от примесей металл (в результате внепечной обработки), чем меньше в нем таких, например, поверхностно-активных примесей, как сера, "блокирующих" поверхность, тем больший вред качест­ву может нанести контакт с атмосферой. Поэтому предотвра­щение такого контакта струи металла, подвергнутого вне-печной обработке, является обязательным.

Из существующих многочисленных способов защиты металла чаще используют следующие: 1) отсечку окислительного ко­нечного шлака и наведение в ковше шлака, не содержащего оксидов железа; 2) защиту струи металла инертным (или восстановительным) газом; 3) организацию уплотнения между сталеразливочным и промежуточными ковшами; 4) введение при помощи удлиненных разливочных стаканов струи металла вглубь (так называемая "разливка под уровень").

Используются и другие приемы работы. Так, на некоторых металлургических заводах Японии получил распространение такой прием, как загрузка на дно ковша перед выпуском плавки сухого льда, обильное испарение которого создает газовую завесу, предотвращающую переход в металл азота из атмосферы. Такой прием обеспечивает получение конвертер­ной стали с гарантированно низким содержанием азота. При­мером организации одновременно и защиты струи от воздей­ствия атмосферы и обработки вакуумом является описанный выше (см. рис. 187) метод непрерывного вакуумирования струи, внедренный на НЛМК.