Изменение содержания кислорода при внепечной обработке стали. О рациональном расположении в футеровке конвертерного агрегата боковых топливно-кислородных фурм многоцелевого назначения

В последнее десятилетие широкое развитие получают технологии, связанные с получением сталей нового класса - суперчистых типа IF, дисперсионно упрочняемых с использованием различных механизмов упрочнения, новых малолерлитных сталей с микролегирую-шими элементами для магистральных трубопроводов высокого давления, сталей для изготовления морских платформ и др.

Внедренные в сталеплавильную практику эффективные технологии десульфурации обеспечивают получение сталей с содержанием серы на уровне 0,003 % (по массе), что понизило, хотя и не исключило полностью, отрицательное влияние сульфидных неметаллических включений (НВ) на свойства металла. Новые технологии выплавки сталей с содержанием азота не выше 0,003-0,004 % при производстве листового холоднокатаного металла для глубокой вытяжки практически сняли проблему азота. В результате существенно повысилось влияние кислорода, связанного в оксидные и оксисульфидные НВ, на качественные показатели металла.

Все более широкое признание получает теория о существенном, а иногда и определяющем влиянии дисперсных и субдисперсных НВ на такие характеристики металла, как хладостойкость, вязкость, сопротивление вязкому и хрупкому разрушению при температурах эксплуатации, а также на процессы дисперсионного упрочнения и естественного старения металла.

Влияние оксидных и оксисульфидных НВ на свойства стали зависит от их морфологии, состава, количества, размеров и распределения в матрицеИсследования проводились при выплавке низколегированной трубной стали марки 10Г2БТ, используемой при строительстве магистральных газопроводов. Доводка металла осуществлялась в ковшах с высокоглиноземистой футеровкой и включала обработку расплава синтетическим шлаком (35-40 кг/т), введение порошка силикокальиня (до 2 кг/т) в струе аргона и ус-реднительную продувку металла аргоном (60-80 мУч).

По всему технологическому циклу проводили измерение температуры и активности кислорода йо кислородными зондами, отбирали пробы для контроля химического состава металла. Принимая во внимание, что для стали 10Г2БТ наиболее сильным раскислитслем является алюминий, степень отклонения окисленности ме-' талла от равновесия оценивали по отклонению величины фактического произведения К^ с [Al] [ад] от равновесного значения константы раскисления металла алюминием,

На рис. 1 показаны области изменения фактических значений а'^| , полученных по экспериментальным дан

ным, в сравнении с равновесными значениями константы К^ [I].

1510 1530 15SO 1570 15901610 Т, С

Рис. 1. Области изменения величины К^ = [Al]²^] походу технологического процесса;

/- перед началом внепечной обработки; 2- после введения SiCa;

3- после продувки металла аргоном; 4- в промежуточном ковше МНЛЗ; 5 - в кристаллизаторе; 6 - равновесная величина Ля

Значения А"^ оказались выше величины Kf^ на всех стадиях внепечной обработки и разливки, причем значения К^ уменьшались с понижением температуры, однако величина псреокисления при этом оставалась практически неизменной. Окисленность металла существенно стабилизировалась после инжекционной продувки силикокальцием и усреднительной продувки аргоном.

Переокисленность металла в ковше в большой степени зависела от материала футеровки ковша. Экспериментально определенные значения А"^, в ковшах с различной футеровкой - высокоглиноземистой (ВГ), смо-лодоломитовой (СД) и кислой (К) - показаны на рис. 2.

Величина К^ изменялась в пределах от Ю""'⁷⁵ до Ю''³'⁵ в ковшах с футеровкой ВГ при продувке аргоном. В ковшах СД она составляла 10-¹¹'" — Ю-'²'⁷⁵, в ковшах с кислой футеровкой и продувкой силикокальцием - lO^'^-lO'¹²'⁷⁵. Применение высокоглиноземистой или магнезитовой футеровок обеспечивало понижение абсолютного уровня и сужение пределов