Теория ковшевого рафинирования. Свойства агрегата ковш-печь Фирмы "Фаи Фукс". Механическое оборудование печи-ковша, страница 16

С учетом вышеуказанных параметров поглощение водорода во время обработки в печи-ковше можно ограничить до  0,5 ppm.

Сокращение водорода в стали возможно только за счет дополнительной обработки в вакууме.

Реакция двухатомного газа, например водорода в стали, происходит по следующей формуле:

1

{H2}→[H]

2

Применение закона действия масс дает следующее: a

                                                                                KH =   H

При условии, что коэффициент активности – как в стальных плавках – не зависит от парциального давления, правильно из-за преобладающих высоких температур.

[ H 2 ] ∝ H 2

Эта связь известна как закон квадратного корня по Зиверсу.

Для процесса в печи- ковше важно защитить электрические дуги шлаком или атмосферой инертного газа от воздействия воздуха.

3.5.2 Азот

Азот оказывает разное отрицательное влияние на свойства стали.

Если сталь разлита неуспокоенной, то промежуточно растворенный азот вызывает,  в первую очередь, старение стали. Поэтому содержание азота должно быть  < 0,002%.

В стали качества глубокой вытяжки, успокоенной алюминием, после рекристализационного обжига азот появляется связанным в форме алюминиевых нитридов и благоприятствует образованию текстуры.

Самый благоприятный источник для появления азота в стали – это атмосферный воздух. Контакт стали с воздухом происходит во время плавки, если электрические дуги не обернуты, а также в момент разливки. При вдувании кислорода также попадает азот, так как доля N2 в используемом кислороде может доходить до  3%.

Стали, успокоенные алюминием, более реактивны по отношению к азоту, чем стали, обработанные кремнием. При добавке легирующих необходимо следить за долей связанного азота.

В таблице представлены различные способы выплавки и даны ориентировочные цифры:

Способ	Водород	Азот
Электродуговые печи	2 - 7 ppm	80 - 250 ppm
Кислородно-конверторный/двушлаковый	1 - ppm	15 - 50 ppm
кислородно-конверторный
Мартен	1 - ppm	15 - 50 ppm
Конвертер с донной продувкой O2-	6 - 9 ppm	10 - 40 ppm

Таблица 7: Водород и кислород в стали при различных способах выплавки

Эффективно сократить содержание азота в стали можно за счет дополнительной вакуумной обработки.

Рисунок 18: Поглощение азота во время обработки в печи-ковше

3.6 Повышение чистоты стали

При рафинировании жидкой стали в печи-ковше под белым шлаком содержание кислорода в стали и в шлаке значительно сокращается. Низкое содержание кислорода оказывает влияние не только на количество включений, но и на их длину и размер.

На форму включений можно повлиять, добавив в сталь известь. В результате напряжение поверхности дентричных алюминатных включений уменьшается, и включения принимают шаровидную форму. Такие включения улучшают физические качества конечного продукта.

Кальций, как правило, добавляется после окончания процесса. Наилучшие результаты достигаются при использовании CaSi-проволоки. Необходимо добавить не менее 300 г/на тонну стали, чтобы достичь вышеуказанного результата. Непрерывная разливка малого сечения из сталей, успокоенных алюминием, возможна только при использовании данного метода, так как в этом случае не закупориваются разливные стаканы промковша.

3.7 Температура стали

Основные параметры для непрерывной разливки – это фактическая температура выше ликвидуса и разница температуры в начале и в конце разливки. Оба параметра можно уменьшить за счет технологии печи-ковша.

Процесс в печи ковше, включающий нагрев длинными электрическими дугами, продувку инертным газом, гарантирует наилучшие результаты по температуре и гомогенизации стали.

На Рисунок 19 изображено распределение температуры на 100 плавок с точностью 99% +/- 5°C.

Рисунок 19: Распределение температуры после печи-ковша