8.3 Технология обезуглероживания металла без использования кислорода

Последовательность технологических операций, которые выполняются при обезуглероживании металла на установках RH без подачи в расплав дополнительного количества кислорода, в целом аналогична описанной ранее, но отличается следующими особенностями.

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

При вакуумировании нераскисленного металла понижение давления может сопровождаться интенсивными всплесками расплава 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 окисленность металла и угар алюминия при раскислении;
• в кислородно-конвертерном процессе увеличивается выход жидкого металла;
• уменьшается окисленность шлака заключительного периода плавки и увеличивается стойкость футеровки конвертера.

При производстве стали с ультранизким содержанием углерода исходная его концентрация должна составлять 0,02 – 0,04%. Зависимость концентрации углерода от продолжительности обработки 200 – 250 т металла на установках RH с подачей аргона в подводящий патрубок в количестве 60 нм3/ч показана на рис. 8.7. 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 на установках RH без использования кислорода может быть описана кинетическим уравнением реакции первого порядка относительно концентрации углерода в металле, решение которого имеет вид

Рис. 8.7. Зависимость содержания углерода в металле от продолжительности вакуумирования на установках RH без использования кислорода: 1 – установка А 250 т; 2 – установка Б 250 т; 3 – установка В 200 т

По окончанию обезуглероживания сталь обычно раскисляют алюминием, который подают на поверхность металла внутри вакуумной камеры, после чего вводят ферросплавы.

8.3 Технология обезуглероживания металла без использования кислорода