Внепечное рафинирование чугуна и стали
  6.2 Технология обработки металла на установке ковш-печь

Технология доводки различных марок стали по температуре и химическому составу на УКП может иметь некоторые отличия. Но в общем случае доводку металла на УКП условно можно разделить на два периода нагрева.

К числу задач, которые решают в первом периоде нагрева, относятся: усреднение химического состава и температуры металла в ковше, отбор проб металла для химического анализа и замер температуры, получение результатов анализа. Одновременно выполняется нагрев металла и проводятся мероприятия, направленные на получение в ковше высокоосновного шлака с суммарным содержанием оксидов железа и марганца не более 1,0 – 1,5%. С этой целью могут быть использованы присадки в ковш смеси Al + CaO + Al2O3 или карбида кальция.

Во втором периоде нагрева выполняются: корректировка химического состава и температуры стали перед разливкой, десульфурация металла ковшевым шлаком, «мягкая» продувка с целью очистки стали от неметаллических включений. При необходимости перед отправкой металла на разливку на УКП может проводиться модифицирование неметаллических включений в стали обработкой кальцийсодержащими реагентами.

В качестве примера рассмотрим технологию доводки на УКП низкоуглеродистой стали, которая после обработки на УКП при температуре 1605оС должна иметь следующий химический состав, % мас.: 0,05 C ; 0,25 Mn; 0,05 Si ; 0,010 P; 0,007 S ; 0,025 Alобщ. Сведения о технологических операциях, которые выполняются при доводке металла, и изменении химического состава стали представлены в табл. 6.2. Сведения об изменении электрической мощности и расхода аргона приведены на рис. 6.4.

технологические операции при доводке стали на укп

технологические операции при доводке стали на укп

технологические операции при доводке стали на укп

Нераскисленный металл, содержащий 0,04% C, 0,08 – 0,10% Mn и 0,012% S, выпускают в ковш при температуре 1690оС. По ходу выпуска от металла отделяют окисленный шлак и присаживают в ковш ферромарганец, алюминий и шлакообразующую смесь. По окончанию выпуска ковш при помощи крана транспортируют к УКП.

После доставки на УКП ковш устанавливают на металловозную тележку. При установке ковша автоматически выполняется подключение продувочных устройств к трубопроводу подачи аргона. При расходе аргона 400 нл/мин по наличию продувочного пятна на поверхности шлака визуально контролируют начало продувки, после чего расход аргона уменьшают до 100 нл/мин и транспортируют ковш к стенду электродугового нагрева. Суммарная продолжительность этих операций составляет 4 минуты.

Изменение электрической мощности и расхода аргона при обработке ковша на УКП

Рис. 6.4. Изменение электрической мощности и расхода аргона при обработке ковша на УКП

После доставки к стенду электродугового нагрева ковш накрывают крышкой, при этом автоматически включается система отвода отходящих газов. Одновременно с опусканием крышки электроды раздельно опускают к поверхности расплава. Продолжительность этих операций составляет 1 минуту.

Первый период нагрева металла на УКП обычно начинают на малой мощности. Это обеспечивает стабильное горение коротких электрических дуг и быстрое расплавление ковшевого шлака. Старт на высокой мощности может привести к нестабильному горению дуг и сильной осцилляции (качанию) электродов. Причина возможного возникновения осцилляции заключается в том, что к этому времени формирование жидкого ковшевого шлака еще не завершается. При этом твердые куски флюсов перемещаются по поверхности расплава и могут попадать в зону горения электрической дуги.

В рассматриваемом примере через 3 минуты после начала нагрева электропитание установки отключили, провели замер температуры и отбор 1-й пробы металла для химического анализа, после чего продолжили нагрев. В этот момент при температуре 1600оС металл содержал, % мас.: 0,04 C ; 0,19 Mn; 0,02 Si ; 0,009 P; 0,011 S ; 0,015 Al.

В ходе последующего нагрева проводились мероприятия, направленные на корректировку состава ковшевого шлака. После 9 минут нагрева электропитание отключили и в течение 1 минуты провели гомогенизацию металла, увеличив расход аргона до 250 нл/мин.

Затем повторно провели замер температуры, отобрали 2-ю пробу металла для химического анализа и возобновили нагрев. К концу первого периода нагрева при температуре 1600оС химический состав металла был следующим, % мас.: 0,04 C ; 0,20 Mn; 0,03 Si ; 0,009 P; 0,008 S ; 0,011 Al.

В начале второго периода нагрева в течение 1 минуты в металл были поданы корректирующие добавки ферромарганца и алюминия, после чего нагрев продолжался в течение 7 минут.

После отключения электропитания и подъема электродов расход аргона увеличили до 400 нл/мин и в течение 3 минут вели десульфурацию, перемешивая металл с ковшевым шлаком. После завершения десульфурации расход аргона уменьшили до 100 нл/мин, провели замер температуры и отобрали 3-ю пробу металла для химического анализа. На основании результатов анализа 3-й пробы металл содержал, % мас.: 0,05 C ; 0,26 Mn; 0,04 Si ; 0,009 P; 0,006 S ; 0,025 Al. Температура металла была равной 1615оС.

После отбора 3-й пробы в течение 5 минут проводилась «мягкая» продувка металла аргоном с расходом 75 нл/мин, в ходе которой решалась задача рафинирования стали от неметаллических включений. Затем подачу аргона прекратили и в течение 2 минут металл обрабатывали кальцийсодержащей порошковой проволокой.

Через 2 минуты после ввода порошковой проволоки ковш был отправлен на разливку. При этом сталь имела следующий химический состав, % мас.: 0,05 C ; 0,26 Mn; 0,04 Si ; 0,009 P; 0,005 S ; 0,025 Al . Температура металла была равной 1605оС. Время от доставки ковша на УКП до отправки его на МНЛЗ составило около 46 минут.

В заключение следует отметить, на УКП может также выполняться легирование металла. Усвоение ферросплавов при вводе их в раскисленную сталь на УКП значительно выше, чем при подаче в ковш во время выпуска плавки. Однако, при этом увеличивается продолжительность обработки металла на УКП и удельный расход электроэнергии. Поэтому вопрос о количестве ферросплавов, которое целесообразно вводить в металл в ходе обработки на УКП, в каждом конкретном случае требует дополнительного анализа.

  6.2 Технология обработки металла на установке ковш-печь
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ