Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Технология легирования стали

Одной из главных задач восстановительного периода является легирование стали т.е. доводка металла до заданного химического состава. Поэтому в начале этого периода, сразу после образования шлакового покрова, отбирают пробу металла на определение содержания углерода, марганца, хрома и никеля. При диффузионно-осадочном раскислении марганец вводится из расчета получения нижнего предела заданного содержания, имея в виду, что некоторое количество марганца может восстановиться из небольшого количества шлака, сохранившегося после окислительного периода.

При легировании стали феррохромом, его вводят в дуговую сталеплавильную печь в начале восстановительного периода. При выплавке высокохромистых марок стали феррохром перед присадкой необходимо подогреть в нагревательной печи до красного цвета. Это увеличит производительность электропечи, уменьшит расход электроэнергии и будет способствовать повышению стойкости футеровки дуговой печи.

Для корректировки содержания хрома, после некоторой выдержки, отбирают две следующие пробы металла, что позволяет проверить правильность взвешивания шихты и уточнить количество необходимых присадок. Корректировку по хрому следует проводить с учетом содержания углерода, проверяемого в каждой пробе. В цехе, как правило, имеется феррохром разных марок — от безуглеродистого до содержащего 8% С. Использование более дешевого углеродистого феррохрома выгоднее, поэтому при возможности корректировку следует проводить углеродистым феррохромом. Одновременно с рассмотренной выше корректировкой подбором соответствующей марки феррохрома корректируют и содержание углерода. Корректировку содержания хрома в конце рафинировки на стали низколегированных марок разрешается проводить не более чем на 0,2%, на высокохромистых — не более чем на 0,8% и не позднее чем за 10 мин до выпуска. Усвоение хрома составляет 96—98%.

Легирование стали никелем. Никель обладает значительно меньшим сродством к кислороду, чем железо, и поэтому в ванне печи практически не окисляется. Основную часть никеля, определяемую из расчета получения его на нижнем пределе заданного содержания, дают в завалку. Корректировку по содержанию никеля необходимо проводить как можно раньше, желательно в окислительный период. Вызвано это тем, что электролитический никель содержит водород, а гранулированный — влагу. Удалить вносимые никелем газы можно только в процессе кипения ванны, поэтому предварительную корректировку необходимо выполнять в окислительный период, а окончательную — не позже чем за 10 мин до выпуска и не более чем на 0,2%. При выплавке стали по ответственным заказам и предварительную и окончательную корректировку желательно проводить только более чистым электролитическим никелем. Усвоение никеля при выплавке стали составляет 98—100%.

Легирование стали молибденом. Практически в ванне печей не окисляется и молибден, поэтому на плавках с окислением ферромолибден дают сообразно нижнему пределу в период кипения. На плавках стали с высоким содержанием молибдена его можно давать в завалку. Взамен ферромолибдена иногда используется порошок молибдата кальция (СаМоО4), который также можно давать в завалку или присаживать в начале окислительного периода. Из молибдата кальция молибден практически полностью восстанавливается углеродом и другими элементами.

Молибден — дорогой металл, поэтому выплавлять молибденосодержащие стали следует так, чтобы содержание молибдена было ближе к нижнему пределу.

Легирование стали вольфрамом также следует проводить в начале восстановительного периода, а при высоком заданном содержании W в стали его лучше давать в завалку. Вследствие тугоплавкости ферровольфрама (температура плавления более 2000° С) его растворение продолжается довольно долго, поэтому окончательную корректировку необходимо заканчивать не позднее чем за 30 мин до выпуска при введении более 0,20% ферровольфрама и не позднее чем за 20 мин при меньших количествах.

Тяжелые металлы — ферромолибден и ферровольфрам оседают на подину и для их лучшего усвоения металл необходимо часто и тщательно перемешивать. Усвоение вольфрама составляет около 90 %.

Легирование стали ванадием. Ванадий легко окисляется, поэтому феррованадий присаживают в восстановительный период в хорошо раскисленный металл не позднее чем за 15 мин до выпуска при введении 0,5% феррованадия и не позднее чем за 30 мин при более значительных присадках.

Легирование стали титаном. Он очень легко окисляется. Ферротитан присаживают в хорошо нагретый и хорошо раскисленный металл за 10—15 мин до выпуска. При выплавке нержавеющей стали с титаном перед присадкой ферротитана шлак обновляют, раскисляют порошком алюминия и принимают меры для устранения подсоса в печь атмосферного воздуха. Легирование металлическим титаном или 60%-ным ферротитаном можно проводить в ковше. Усвоение титана составляет около 50 %.

Длительность восстановительного периода определяется временем, необходимым для образования раскислительного шлака, раскисления шлака и металла, десульфурации и легирования металла; эта длительность составляет 70—120 мин. Для увеличения производительности печей эти процессы целесообразно интенсифицировать в дуговой печи или осуществлять раскисление, десульфурацию и легирование вне печи.

Отдельные звенья технологии, которая позволит в будущем отказаться от проведения в печи восстановительного периода и при выплавке стали, к которой предъявляются повышенные требования, уже разработаны и опробованы в производственных масштабах.

В частности, получить низкое содержание серы в металле (0,004 — 0,008%) можно при продувке металла в конце окислительного периода газом с порошками десульфураторами. Уменьшить в несколько раз содержание серы можно также во время выпуска плавки в ковш со специальным синтетическим шлаком. Комплексное раскисление и легирование металла может быть проведено в ковше во время слива плавки с последующей продувкой металла нейтральным газом или в специальных установках, например в установках порционного вакуумирования. На установках внепечного вакуумирования может быть осуществлено науглероживание металла порошкообразными карбюризаторами и обезуглероживание с помощью окисляющих добавок и без них, раскисление и легирование стали, рафинирование от газов и неметаллических включений.

Объединение этих звеньев новой технологии в единую технологическую схему позволит превратить дуговую электропечь в агрегат по расплавлению твердой шихты и получению полупродукта, обеспечить максимальную производительность электропечей, высокие экономические показатели и создать оптимальные условия для поточного производства стали высокого качества.

Источник [4] → список литературы.


Вернуться в начало раздела: Плавка стали в открытых электропечах
Вернуться на главную: Черная металлургия