В донных конвертерных процессах в течение всей операции металл подвергается интенсивному воздействию азота дутья. Однако даже в этих условиях в связи с выгоранием углерода и повышением окисленности металла к концу операции скорость нарастания концентрации азота по ходу продувки относительно невелика. Металл к концу продувки в бессемеровских и томасовских конвертерах обычно не успевает насытиться азотом до предела, хотя для основных конвертеров была установлена очевидная зависимость между содержанием азота в готовом металле и парциальным давлением азота в дутье. Эта зависимость отчетливо обнаруживается и в современных кислородных конвертерах, а также при обезуглероживании металла в мартеновских и электрических печах газообразным кислородом, хотя содержание в нем азота обычно не превышает 2 - 3%.
Типичное содержание азота в различных ферросплавах свидетельствует о том, что из широко применяющихся в заводской практике сплавов наибольшее количество азота содержат алюмотермический и среднеуглеродистый феррохром, силикомарганец и доменный ферромарганец. Однако даже при полном усвоении азота этих ферросплавов металлом, что, видимо, близко к действительности, каждый процент введенного хрома или марганца повышает содержание азота в стали всего на 0,0004 - 0,0009%. Значительно больше азота вносит в металл алюмотермический хром, изготовляемый с применением селитры. В сплавах Х0 и XI обычно содержится от 0,16 до 0,25 % N, в редких случаях его содержание повышается даже до 0,35 - 0,40%.
Для легирования стали в ковше применяют и экзотермические смеси на базе феррохрома или ферромарганца, содержащие обычно в своем составе натриевую селитру (NaNO3) - около 6 - 10%. Проведенные исследования показали, что при введении экзотермических брикетов в ковш во время его наполнения около 10 - 30% азота селитры усваивалось металлом и содержание азота в нем увеличивалось на 0,002 - 0,003% на каждый процент введенного в ковш марганца или хрома.
За время раскисления, выпуска плавки из печи и разливки металла по изложницам содержание азота в металле возрастает. Это повышение нельзя объяснить только усвоением азота, содержавшимся в ферросплавах. Несомненно, некоторое количество азота поступает в металл из воздуха, поглощаемого обнаженной поверхностью металла или засасываемого струей металла, падающего в ковш или изложницу. По данным исследований, обобщающим большое количество плавок среднеуглеродистой мартеновской стали, среднее содержание азота в готовом прокате превышает его концентрацию в печи после раскисления в среднем на 9 · 10 - 4 %. Изменение содержания азота за время разливки зависит от высоты падения струи из ковша в изложницу и не связано с составом полностью раскисленной стали. За время разливки крупных кузнечных слитков (20 - 40 т) при высоте падения струи 2 - 3 м содержание азота в металле повышалось в среднем на 0,001%.
Характер распределения азота в слитках кипящей и закупоренной стали отражает последовательность его кристаллизации, так как с увеличением времени пребывания металла в жидком состоянии повышается и концентрация азота в маточном расплаве. В слитках кипящей стали содержание азота возрастает от периферии к оси, а в центральной его части — от донной части слитка к его головной части. В закупоренных слитках сегрегация азота меньше и наблюдается только в верхней половине слитка, а зона максимальной концентрации в головной части слитка несколько опущена книзу.
Список литературы
1. Э. Гудремон. Специальные стали. Перевод с нем. / Под ред. А. С. Займовского и М. Л. Бернштейна. Том 2. – М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1960. – 1638 с.
2. Морозов А. Н. Водород и азот в стали. – М.: Металлургия, 1968. – 283 с.
3. Ершов Г. С., Бычков Ю. Б. Физико-химические основы рационального легирования сталей и сплавов. – М.: Металлургия, 1982 – 360 с.
4. Королев М. Л. Азот как легирующий элемент в стали. – М.: Гос. Научно – техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1961. – 163 с.
5. Азот в металлах. Аверин В. В., Ревякин А. В., Федорченко В. И., Козина Л. Н.. – М.: Металлургия, 1986. – 224 с.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.