Внепечная обработка металла

Внепечная обработка стали

  Обработка металла вне печи направлена на снижение в нем концентрации вредных примесей, загрязненности неметаллическими включениями (НВ), улучшение механических и специальных свойств

   Основной целью вторичной металлургии является проведение определенных технологических операций эффективнее и быстрее в сравнении с решением тех же задач в стандартных сталеплавильных агрегатах.

   Методы внепечной обработки стали могут быть условно разделены на простые (обработка одним способом) и комбинированные(обработка металла несколькими способами одновременно). К простым методам относятся:

1) обработка металла вакуумом; Способы обработки вакуумом, предназначены для снижения содержания газов в металле. В настоящее время получили распространение способы  ковшового, порционного, циркуляционного, и струйного вакуумирования.

При ковшовом ваккумировании разливочный ковш с жидкой сталью устанавливается в вакуумную камеру, в которой создается разрежение, способствующее удалению газов из расплава. Для интенсивности процесса снижения газа во время вакуумирования, металл продувают аргоном через пористую пробку, установленную в днище ковша.

   Ковш со сталью помешают в вакуумную камеру, организуют перемешивание металла инертным газом, раскислители вводят в ковш из бункера, также находящегося в вакуумной камере. Этот метод часто называют ковшевым вакуумированием.

   Сталь вакуумируют при переливе из ковша в ковш или из ковша в изложницу, т.е. обработке вакуумом подвергается струя металла (метод называют струйным вакуумированием).

   Сталь под воздействием ферростатического давления засасывается примерно на 1,48 м в вакуумную камеру, которую через определенные промежутки времени поднимают, но так, чтобы конец патрубка все время оставался опущенным в сталь в ковше. Сталь из камеры сливается по патрубку в ковш, затем камеру опускают и под действием разрежения в нее засасывается очередная порция металла (метод называют порционным вакуумированием стали).

   Два патрубка вакуумной камеры погружают в сталь; при вакуумировании порция металла засасывается в вакуумную камеру (рис. 2 правая схема). В один из патрубков начинают подавать инертный газ, в результате чего сталь в этом патрубке направляется вверх, в вакуум-камеру, а по другому - стекает вниз, в ковш. Происходит циркуляция металла через вакуум-камеру. Способ этот называют циркуляционным вакуумированием стали

2) продувка  инертным газом;

3) обработка металла синтетическим  шлаком, жидкими и твёрдыми шлаковыми  смесями;

Падая с большой высоты в ковш, сталь энергично премешивается с лигатурой и высокоосновным, раскисленным шлаком, происходит раскисление, легирование и десульфурация стали, вследствии чего повышается качество металлпродукции и металлопроката (труба стальная бесшовная, металлоконструкции, арматура строительная, квадрат стальной, балка двутавровая или двутавр).

4) введение реагентов в глубь металла.

многие порошкообразные материалы взрывоопасны, поэтому при их использовании необходимо применение особых мер предосторожности. По этой причине для подачи в расплав высокоактивных порошков в настоящее время применяют либо специальные пневматические устройства, "выстреливающие" в металл капсулы в виде цилиндров массой до 0,8 кг, изготовленные из соответствующих материалов, либо начиненную ими стальную проволоку. Для ввода проволоки в расплав с расчетной скоростью разработаны трайб-аппараты, снабженные подающими роликами, вращаемыми электромеханическим или пневматическим приводо  

 Лучшие результаты воздействия на качество металла достигаются при использовании комбинированных  способов, когда в одном или нескольких последовательно расположенных агрегатах осуществляется ряд операций. Выбор необходимого оборудования определяется той или иной технологией обработки металла. 

    Внепечная обработка металла комбинированными методами может производиться:

а) в обычном сталеразливочном ковше с футеровкой из шамота и с вертикальным стопором;

б) в сталеразливочном ковше с футеровкой из основных высокоогнеупорных материалов и стопором шиберного типа;

в) в сталеразливочном ковше, снабжённом крышкой;

 г) в сталеразливочном ковше, оборудованном для вдувания газа  или газопорошковой струи снизу  через смонтированные в днище  устройства;

д) в установке ковш-печь с крышкой (сводом), через которую опущены электроды, нагревающие металл в процессе его обработки;

е) в агрегате типа конвертера с продувкой металла кислородом, аргоном;

 ж) в агрегате типа конвертера, снабжённом оборудованием для  вакуумирования расплава и т. д.

   В процессе внепечной обработки стали происходит охлаждение металла, что, естественно, ограничивает продолжительность обработки.

В мировой практике получает всё большее распространение процесс, названный процессом ковш-печь. Процесс включает в себя перемешивание путём продувки металла аргоном в ковше, дуговой подогрев и обработку металла синтетическим шлаком в процессе его перемешивания аргоном. Процесс обеспечивает не только получение металла заданного химического состава и температуры, но и снижение количества неметаллических включений в результате удаления серы и кислорода. Такой агрегат может быть установлен в любом сталеплавильном цехе.