Современные процессы рафинирования стали
  5.1 Процесс CAS-OB. Внепечная обработка стали с химическим нагревом в ковше

Схема разработанного фирмой «Ниппон стил Корпорэйшн» (Япония) процесса CAS-OB (Composition Adjustment by Sealed Argon Bubbling – Oxygen Blowing) показана на рисунке 5.1.

Схема процесса CAS-OB

Рисунок 5.1 – Схема процесса CAS-OB

Обработка металла проводится 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 металла и активности растворенного в нем кислорода, кислородную фурму для химического нагрева металла, а также фурму для инжектирования в металл порошкообразных десульфураторов и CaSi.

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 части колокола – 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.

В качестве примера рассмотрим последовательность технологических операций при обработке металла в 105-т ковше (рисунок 5.2).

Организация процесса CAS-OB

Рисунок 5.2 – Организация процесса CAS-OB

После доставки ковша на позицию обработки начинают продувку металла аргоном 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 металла и активность растворенного в нем 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 металла количество гранулированного алюминия, после чего в течение 4 – 5 минут проводят гомогенизацию металла. После этого расход аргона уменьшают до 200 нл/мин, отбирают пробу и измеряют температуру металла.

По результатам замера температуры рассчитывают необходимое для химического нагрева металла 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 металла при химическом нагреве представлены на рисунке 5.3.

Точность управления температурой металла в процессе CAS-OB

Рисунок 5.3 – Точность управления температурой металла в процессе CAS-OB

Сообщается, что повышение температуры металла на 90оС и более не вызывает затруднений. Однако, для повышения стойкости футеровки колокола нагрев металла рекомендуется вести поэтапно, увеличивая температуру в каждом из периодов нагрева не более чем на 30оС. При образовании большого количества Al2O3 в ковш вводят дополнительное количество извести.

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

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

Основные технические характеристики установок CAS-OB и УКП представлены для сравнения в таблице 5.1.

Таблица 5.1 – Технические характеристики установок CAS-OB и УКП

Технические характеристики установок CAS-OB и УКП

  5.1 Процесс CAS-OB. Внепечная обработка стали с химическим нагревом в ковше
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ