Исследование внепечных способов обработки стали

Одним из эффективных путей интенсификации производства металлов и сплавов с повышением их служебных свойств является внепечная обработка, которая развивается в следующих направлениях: обработка стали синтетическими шлаками в ковше или специальных агрегатах "ковш-печь", продувка стали аргоном, рафинирование твердыми шлаковыми смесями (ТШС), внепечное вакуумирование и обезуглероживание стали, методы защиты металла от вторичного окисления при выпуске и разливке.

Продувка жидкой стали аргоном позволяет снизить концентрацию газов, неметаллических включений, повысить качество металла и улучшить технико-экономические показатели сталеплавильных процессов. Обработку стали аргоном можно вести, продувая металл через пористые или многоканальные пробки (блоки), устанавливаемые в днище (реже в стенке) ковша, пористое днище и швы, через фурмы или ложный стопор и т. д. Можно одновременно продувать сталь аргоном, обрабатывать ее шлаками и раскислять алюминием и т. д. Такие установки получили название УДМ (установка доводки металла), УДС (установка доводки стали).

Разработанные на сегодняшний день многочисленные варианты техники и технологии внепечной обработки стали массового сортамента сводятся к следующему:

1. Экстракционное рафинирование металла шлаковыми смесями.

2. Компенсация тепловых потерь жидкой стали в ковше и затрат теплоты на формирование рафинировочного шлака (как правило электродуговой нагрев).

3. Перемешивание для ускорения тепло- и массообменных процессов в сталеразливочном ковше.

4. Раскисление, легирование, науглероживание и обработка различными реагентами, вводимыми в металл.

Наиболее универсальным агрегатом, который реализует в едином цикле все перечисленные технологические операции является установка "ковш-печь".

Получение оптимального химического состава готового металла требует проведения исследований, направленных на обеспечение особо низкого содержания вредных примесей:

- кислорода (менее 15 ррт, например, для ряда ряда легированных марок стали);

- серы (как правило, ниже 0,010%, а для некоторых марок стали ниже 0,003%);

-газов: водорода (ниже 2 ррт), азота (как правило, ниже 70-80 ррт);

-углерода (ниже 0,003% для нержавеющих и других марок стали с ультранизким содержанием углерода).

Кроме того, к металлопродукции ответственного назначения предъявляются высокие требования по макро- и микронеоднородности внутренней структуры готовых изделий и заготовок.

Качество металла - макро- и микроструктура, содержание и тип неметаллических включений, механические свойства при обычной и низкой температуре, оцениваются с применением специального оборудования.