Увеличение водорода в стальной ванне вызывается самыми разнообразными причинами. Мартеновские шлаки и шлаки других сталеплавильных печей в зависимости от состава в большей или меньшей степени проницаемы для водорода. Водород из атмосферы печи, через шлак в металл может переходить как путем растворения водяных паров в шлаке, так и в результате непосредственного взаимодействия водяных паров атмосферы печи с металлом, обнажающимся во время кипения. Перенос водорода из атмосферы в металл через шлак может идти посредством мелких капель металла, находящихся в шлаке во взвешенном состоянии. Количество этих капелек зависит от вязкости шлака, и в основных мартеновских шлаках составляет порядка 0,1–1 % от веса шлака.
Известь, боксит, железная и марганцовая руда и другие материалы, загружаемые в печь в недостаточно прокаленном состоянии, могут повышать содержание водорода в стали.
На содержание водорода в жидком металле заметнее всего влияют добавки извести, так как при небрежном ее хранении содержание химически связанной воды в извести может доходить до 10 %. Предварительное прокаливание извести в сталеплавильном цехе понижает содержание влаги до 0,5–1,0 %.
Предварительное прокаливание извести, руды, шпата и других добавок перед их загрузкой в печь, введенное в повседневную практику работы многих электросталеплавильных цехов, является самой эффективной мерой для понижения содержания водорода в стали, выплавленной в электрических дуговых печах.
В углеродистых и легированных сталях, выплавленных в 25-т электрической дуговой печи с добавкой предварительно не прокаленной извести, содержание водорода изменялось от 6 до 7 мл/100 г, а в отдельных плавках доходило до 8 мл/100 г.
Эти цифры не относятся к высокохромистым и аустенитным сталям, в которых было найдено более высокое содержание водорода (среднее около 8 мл/100 г, а в отдельных плавках – до 10 мл/100 г).
Пятьдесят две плавки были проведены на прокаленном известняке или извести (0,2–2 % Н2О). Предварительно прокаливались и ферросплавы. Среднее содержание водорода в стали этих плавок понизилось до 5 мл/100 г. Металл многих плавок содержал водорода меньше 4 мл/100 г, но ни одна плавка не содержала менее 3,5 мл/100 г.
Плавки с сушеным известняком дали металл с несколько более низким содержанием водорода (среднее по семи плавкам – 3.9 мл/100 г), нежели плавки с прокаленной известью.
Некоторое количество водорода вводится в сталь с ферросплавами. Анализ ферросплавов и легирующих добавок на водород. выполненный различными лицами, действительно показывает, что концентрация водорода в ферросплавах обычно выше, чем в стали (табл. 7).
Однако содержание растворенного в ферросплавах водорода не столь велико, чтобы только этим можно было объяснить резкое увеличение концентрации водорода в стали, наблюдаемое в отдельных случаях после раскисления или легирования феррохромом и ферросилицием. Известно, что некоторые партии ферросилиция, добавляемые в сталь в больших количествах (кремнистые стали), дают «рослую» сталь. Столь значительные количества водорода, способные вызвать рослость стали, не могут находиться в ферросилиции в растворенном состоянии. Об этом свидетельствуют данные по растворимости водорода в железокремниевых сплавах и результаты химического анализа различных сортов ферросилиция (см. табл. 7). Кроме атомарно растворенного водорода ферросилиций может содержать влагу, химически связанную в виде кремниевых кислот, которые образуются в результате постепенного воздействия атмосферной влаги на кремний. Богатый 70%-ный ферросилиций легче разлагается водой, чем 45%-ный ферросилиций, в котором подавляющее количество кремния связано в виде кремнистого железа (FeSi).
Как известно, кремниевые кислоты полностью отдают химически связанную воду только при длительном прокаливании при высокой температуре (около 1000°), поэтому нагревание ферросилиция на лотке завалочной машины недостаточно для полного удаления химически связанной влаги.
Жидкая сталь, выпущенная из сталеплавильной печи с невысоким содержанием водорода, может быть испорчена в ковше и во время разливки стали по изложницам, если огнеупорные материалы желоба печи, ковша, промежуточных разливочных устройств и прибыльных надставок предварительно не были хорошо просушены.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.