Внепечное рафинирование чугуна и стали
  7.1 Процесс CAS-OB

Схема процесса CAS-OBВ качестве примера процессов внепечной обработки стали с химическим нагревом в ковше рассмотрим разработанный фирмой «Ниппон стил Корпорэйшн» (Япония) процесс CAS-OB (Composition Adjustment by Sealed Argon Bubbling – Oxygen Blowing), схема которого показана на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Схема процесса CAS-OB: 1 – пористая пробка для подачи аргона; 2 – колокол; 3 – кислородная фурма; 4 – механизм перемещения колокола; 5 – патрубок для подачи ферросплавов; 6 – патрубок для отвода отходящих газов

Обработку стали проводят в ковшах, оборудованных шиберными затворами и пористой пробкой для продувки металла аргоном.

Оборудование для реализации процесса состоит из колокола, закрепленного на подвижной консоли. К верхней части колокола присоединен патрубок, который служит для подачи внутрь колокола ферросплавов и отвода отходящих газов в систему газоочистки. Конструкция патрубка позволяет также опускать внутрь колокола манипуляторы для отбора проб, измерения температуры стали и активности растворенного в металле кислорода, кислородную фурму для химического нагрева стали, а также фурму для инжектирования в металл порошкообразных десульфураторов и силикокальция.

Колокол состоит из двух частей. Верхнюю его часть футеруют только изнутри, нижнюю – изнутри и снаружи. Футеровку колокола обычно выполняют наливной из высокоглиноземистых масс, усиленных 2% игл из нержавеющей стали. Эти же материалы применяют для футеровки кислородной фурмы и фурмы для продувки металла аргоном, которая применяется, когда не удается подать его в металл через пористую пробку.

Срок службы футеровки верхней части колокола составляет 400 – 600 плавок, нижней его части – 50 – 150 плавок, кислородной фурмы – 100 мин, фурмы для продувки металла аргоном – 150 мин.

Сообщается также об успешном использовании для футеровки нижней части колокола хромомагнезитового кирпича.

Последовательность технологических операций, которые выполняются при обработке стали процессом CAS-OB в 105-т ковше, поясняется схемой на рис. 7.2.

После доставки ковша на позицию обработки начинают подачу в металл аргона через пористую пробку в днище ковша и визуально контролируют наличие продувки. Одновременно измеряют высоту свободного борта ковша и рассчитывают перемещение колокола, нижний торец которого должен погружаться в металл на 200 мм, измеряют температуру стали и активность растворенного в металле кислорода.

Перед погружением колокола расход аргона увеличивают до 500 нл/мин. При этом поверхность металла в зоне пятна продувки оголяется. На свободную от шлака поверхность металла опускают колокол и после погружения его в расплав на требуемую глубину расход аргона уменьшают до 300 нл/мин.

На свободную от шлака поверхность металла внутри колокола подают необходимое для раскисления стали количество гранулированного алюминия, после чего в течение 4 – 5 минут проводят гомогенизацию металла. После этого расход аргона уменьшают до 200 нл/мин, отбирают пробу металла для химического анализа и измеряют температуру стали.

Организация процесса CAS-OB

Рис. 7.2. Организация процесса CAS-OB

По результатам замера температуры рассчитывают необходимое для химического нагрева стали количество алюминия и расход кислорода, удельные расходы которых при расчетной скорости нагрева 11оС/мин составляют соответственно 0,03 кг/(т·оС) и 0,025 нм3/(т·оС).

Нагрев металла обычно совмещают с ожиданием результатов химического анализа. В ходе нагрева одновременно с вдуванием кислорода внутрь колокола непрерывно подают гранулированный алюминий. Фактическая скорость нагрева металла составляет 10оС/мин, что несколько ниже расчетной. Это отличие обусловлено потерей тепла металлом в промежутках между замерами температуры. Сведения о точности управления температурой стали при химическом нагреве представлены на рис. 7.3.

Сообщается, что при использовании способа CAS-OB повышение температуры стали на 90оС и более не вызывает затруднений.

Однако, для повышения стойкости футеровки колокола нагрев металла рекомендуют вести поэтапно, увеличивая температуру в каждом из периодов нагрева не более чем на 30оС. При этом при образовании большого количества Al2O3 в ковш может быть введено дополнительное количество извести.

Сведения о точности управления температурой стали в процессе CAS-OB

Рис. 7.3. Сведения о точности управления температурой стали в процессе CAS-OB

По окончанию нагрева измеряют температуру металла. После получения результатов анализа расход аргона увеличивают до 300 нл/мин, на поверхность металла внутри колокола вводят корректирующие присадки ферросплавов и в течение 4 – 5 минут проводят гомогенизацию расплава.

По окончанию гомогенизации расход аргона уменьшают до 200 нл/мин, отбирают пробу металла для химического анализа и измеряют температуру стали. Если на основании результатов замера установлено, что дополнительная корректировка температуры стали не требуется, подачу аргона прекращают и поднимают колокол.

Основные технологические особенности процесса CAS-OB и УКП представлены для сравнения в табл. 7.1.

Табл. 7.1. Технологические особенности процесса CAS-OB и УКП

Технологические особенности процесса CAS-OB и УКП

  7.1 Процесс CAS-OB
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ