ИТС 26-2021 Производство чугуна, стали и ферросплавов

     2.5.3 Ковшевая металлургия

Для увеличения производительности дуговых печей, уменьшения угара ферросплавов процессы раскисления, легирования, рафинирования и доводки металла до нужной температуры проводятся не в печи, а в сталеразливочном ковше и/или специальных агрегатах. Применение такой технологии также положительно сказалось на улучшении качества стали и свойствах металлопродукции - механических свойствах, коррозионной стойкости и др. Внепечная обработка стали ("ковшевая металлургия") стала широко применяться для любых марок стали. Были разработаны простые (одним методом) и комбинированные способы внепечной обработки стали одновременно несколькими методами [63, 64, 65]:

- в обычном сталеразливочном ковше с использованием верхней погружной фурмы;

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

- в установке "ковш-печь" с крышкой (сводом), через которую опущены электроды, нагревающие металл в процессе его обработки (при этом установка оборудована системой подачи ферросплавов из бункеров и добавок порошковой проволокой);

- в агрегате типа конвертера с продувкой металла кислородом, аргоном (агрегат аргоно-кислородного рафинирования);

- в вакууматорах различного типа.

При продувке инертным газом (аргоном или азотом) через отверстие в днище ковша происходит перемешивание металла и усреднение его химического состава, очищение металла от газовых и неметаллических включений. Перемешиванием жидкого металла инертным газом регулируют его температуру.

Для интенсификации рафинирования металла от серы, фосфора и кислорода применяют перемешивание металла с жидким синтетическим шлаком, который наводится при использовании твёрдых шлаковых смесей. Для снижения содержания серы в металле и его раскисления используют известково-глиноземистый шлак, для дефосфорации - известково-железистый. Рафинирование проводят путем смешивания, нагретого до 1600°С синтетического шлака со струей металла, сливаемого из печи в сталеразливочный ковш. Рафинирование металла синтетическим шлаком можно совмещать с одновременной продувкой инертным газом или вакуумированием.

В настоящее время установка для внепечной обработки жидкой стали превратилась в многофункциональный агрегат "ковш-печь" (см. рисунок 2.53), позволяющий производить нагрев металла электроэнергией с помощью вводимых через крышку установки электродов, дозировать кусковые ферросплавы, флюсы или различные добавки (углерод, раскислители, модификаторы), в том числе с применением порошковой проволоки [59, 60]. Перемешивание стали на агрегате "печь-ковш" производят инертными газами или, в ряде случаев, электромагнитным перемешиванием.

Для повышения чистоты металла по неметаллическим включениям и содержанию газов проводят вакуумирование стали в вакууматоре.

С разделением операций получения жидкой стали и ее внепечной обработки общая продолжительность плавки составляет 1,5-3,0 ч, обработка на каждом агрегате не превышает 40-50 мин, что позволяет организовать разливку стали на машине непрерывной разливки стали по схеме "плавка на плавку". Удельный расход электроэнергии на установке "ковш-печь" - 30-95 кВт·ч/т, расход электродов 0,2-0,8 кг/т стали и существенно зависят от комплекса внепечной обработки, который должен быть задействован для выполнения требуемых показателей качества стали.

1 - ковш; 2 - крышка-свод; 3 - трайб-аппарат для подачи проволоки; 4 - электроды; 5 - фурма для вдувания порошка силикокальция в струе аргона; 6 - устройство для подачи сыпучих ферросплавов и флюсов; 7 - пористая пробка для подачи аргона

Рисунок 2.53 - Схема агрегата "ковш-печь"