Современные процессы рафинирования стали
  6.4 Технология обезуглероживания металла без использования кислорода

Последовательность технологических операций при обезуглероживании металла в агрегатах RH в целом аналогична описанной ранее, но отличается следующими особенностями.

При производстве стали с низким и ультранизким содержанием углерода присадку раскислителей и легирующих в ковш во время выпуска плавки не проводят.

Понижение давления может сопровождаться интенсивными всплесками металла внутри вакуумной камеры. Поэтому, если в компьютере отсутствует режим, позволяющий минимизировать всплески, эжектор №2 рекомендуется включать только после того, как прекратится изменение давления при работе эжектора №3. То же самое относится к эжектору №1. Расход аргона можно увеличивать только после достижения в камере низкого давления.

Особенность рассматриваемого способа обезуглероживания металла заключается в том, что оно протекает за счет растворенного в металле кислорода, концентрация которого обратно пропорциональна концентрации углерода в металле.

Поэтому при исходном содержании углерода 0,06 – 0,08% концентрация его после вакуумной обработки составляет 0,04 – 0,05%. Для дальнейшего обезуглероживания в металле нет достаточного количества кислорода. При этом обезуглероживание металла заканчивается в течение 4 – 6 минут.

Содержание углерода на уровне 0,04 – 0,05% может быть получено непосредственно в сталеплавильных агрегатах. Однако, обезуглероживание в вакууме обеспечивает ряд преимуществ: значительно снижается угар алюминия при раскислении, в кислородно-конвертерном процессе увеличивается выход жидкого металла, уменьшается окисленность шлака заключительного периода плавки и увеличивается стойкость футеровки агрегата.

При производстве стали с ультранизким содержанием углерода исходная его концентрация должна составлять 0,02 – 0,04%.

Зависимость концентрации углерода от продолжительности обработки 200 – 350 т металла на установках RH с подачей аргона в подводящий патрубок в количестве 60 нм3/ч показана на рисунке 6.8.

Зависимость содержания углерода от продолжительности вакуумирования

Рисунок 6.8 – Зависимость содержания углерода от продолжительности вакуумирования: 1 – установка А 250 т; 2 – установка Б 250 т; 3 – установка В 200 т

Из рисунка видно, что содержание углерода менее 0,002% может быть получено через 20 минут после включения эжекторов.

Обработка результатов исследований свидетельствует о том, что кинетика обезуглероживания металла может быть описана кинетическим уравнением реакции первого порядка относительно концентрации углерода в металле

где C и C0 – исходная и конечная концентрации углерода в металле, ppm; KC – константа скорости реакции обезуглероживания, мин–1; t – продолжительность обработки, мин.

Данные на рисунке 6.8 с достаточной точностью могут быть описаны уравнением 6.1 с использованием KC = 0,159.

Одновременно с обезуглероживанием понижается содержание в металле водорода и азота. Кинетика этих реакций также может быть описана кинетическими уравнениями реакции первого порядка с использованием KH = 0,093 и KN = 0,011.

По окончанию обезуглероживания металл обычно раскисляют алюминием, после чего вводят ферросплавы.

  6.4 Технология обезуглероживания металла без использования кислорода
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ