Установка печь-ковш

СОДЕРЖАНИЕ 1. ПОЛУЧЕНИЕ СТАЛИ НА АГРЕГАТЕ КОВШ-ПЕЧЬ… ….2. НАЗНАЧЕНИЕ АГРЕГАТА КОВШ-ПЕЧЬ… … 3. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ АГРЕГАТОВ ПЕЧЬ-КОВШ… ….4.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ АГРЕГАТА КОВШ-ПЕЧЬ……… 5.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ КАЛЬЦИЕМ…17 ВЫВОДЫ… 19 СПИСОК

ЛИТЕРАТУРЫ…1.ПОЛУЧЕНИЕ СТАЛИ НА АГРЕГАТЕ КОВШ-ПЕЧЬ. Возникновение ковшевой металлургии вызвало создание новых видов оборудования: вакууматоров, продувочных устройств (пористых пробок, погружных фурм, дробильно-помольных средств, пневмонасосов, герметичных контейнеров), стендов, систем газо- и вакуумпроводов, шлакоплавильных печей, установок ковш-печь для нагрева металла и комплексной его обработки, устройств для отсечки окислительного шлака сталеплавильного

агрегата от металла, специализированных пролетов, изменение конструкции и футеровки разливочных ковшей. Наибольшее распространение в мире получил разработанный в 1971 г. в Японии более простой и надежный процесс с дуговым подогревом металла в ковше при атмосферном давлении и с перемешиванием расплава аргоном, вдуваемым через пористую пробку в днище ковша на установках ковш-печь (УКП или LF), позволяющих обрабатывать металл рафинирующими шлаками, инертным газом, порошковыми

смесями и проволокой с наполнителями различных составов. УКП оснащается устанавливаемой на ковш крышкой-сводом с отверстиями: для электродов, для ввода в ковш раскислителей, ферросплавов, шлакообразующих материалов, порошковой проволоки, для зондов измерения температуры металла и пробоотборников, а также системой подвода и управления электропитанием от трансформатора к электродам. Агрегат ковш-печь используется в комплексе с плавильными агрегатами, в которых выплавляется

полупродукт, в качестве таких агрегатов используются кислородные конвертеры, дуговые и мартеновские печи, в которых проводятся расплавление металлолома и ферросплавов с малым угаром и проводится окислительный период. Затем металл сливают в стальковш, по возможности исключая попадание в него печного шлака. До и во время выпуска металла в ковш отдаются раскислители, шлакообразующие и легирующие материалы. В случае попадания в ковш большого количества окисленного шлака, его удаляют.

После выпуска металла ковш поступает на агрегат ковш-печи, где проводятся операции окончательного раскисления, десульфурации, легирования и модифицирования. Ковш накрывается водоохлаждаемым или футерованным сводом с отверстиями для введения графитированных электродов, подачи присадок и контроля процесса, наводят свежий высокоосновный шлак, обладающий высокой десульфурирующей способностью и защищающий металл от вторичного окисления окружающей атмосферой. Во время обработки через днище ковша осуществляется продувка

металла инертным газом (аргон или азот) для перемешивания металла с целью усреднения его по химическому составу и температуре, кроме этого продувка металла способствует выведению неметаллических включений из металла. Вдувание газа осуществляется через одну-три пористые пробки. Также возможно электромагнитное перемешивание металла. После достижения заданных значений по химическому составу и температуре, ковш с металлом передают на

обработку на другие агрегаты или на разливку. Агрегат ковш-печь может использоваться в сочетании с обработкой металла на других агрегатах внепечной обработки. Основные требования к АКП: контроль атмосферы над ванной, регулируемый нагрев металла, интенсивное перемешивание ванны без загрязнения металла атмосферой (вторичного окисления, азотирования), наведение высокоосновного восстановительного шлака. 2.НАЗНАЧЕНИЕ АГРЕГАТА КОВШ-ПЕЧЬ. Главный целью процесса обработки стали в печи-ковше является

осуществление ряда технологических операций быстрее и эффективнее, чем в обычных сталеплавильных агрегатах. Агрегат “Ковш-печь” (АКП) предназначен для доведения плавки до стандартного состояния по химическому составу, температуре и чистки стали от газов и неметаллических включений Установка печь-ковш также служит своеобразным амортизатором между процессом выплавки и разливки металла с высокой точностью по требованиям к температуре и допускам в отношении химического состава.

В печь-ковше можно еще раз нагреть металл, задать требуемый температурный режим и контролировать свойства металла. Также можно задавать точные параметры окончательного химсостава стали при минимальных расходах на ее производство. Печь-ковш работает с высоким коэффициентом мощности и с длинными погруженный в шлак дугами, которое обеспечивают эффективный ввод мощности. В течении этого процесса жидкий металл перемешивается инертным газом, который подается через пористые

пробки, расположенные в днище ковша. Инертный газ служит также для защиты поверхности металла от атмосферного воздуха, который может поступать в процессе обработки стали через неплотно закрытые щели в воде печь-ковш. Установки «Печь - ковш» предназначены для обработки жидкой стали в сталеразливочном ковше как с использованием установок по доводки металла (УДМ) и машины скачивания шлака (МСШ), так и без них. Агрегат печь-ковш позволяет осуществлять следующие операции: -снижение содержания серы в стали до необходимого

уровня; -производство стали с содержанием легирующих элементов в заданных узких пределах; -осуществление отдачи металла на разливку в заданном интервале температур; -обработка стали активными элементами (кальций, титан, бор, РМЗ и др.) с максимальным и стабильным усвоением; -изменение за счет микролегирования морфологию и количество неметаллических включений; -в случае работы с МНЛЗ агрегат ковш-печь является буферной емкостью, позволяющей подавать металл строго в необходимое

время при серийной разливке стали; -в случае выпуска металла с превышением химического состава по вредным примесям за счет разбавления чистым металлом другой плавки исключить брак металла по химическому составу; -при аварийной остановке МНЛЗ исключить потери металла путем его подогрева до пуска МНЛЗ а работу. Для осуществления рафинирования металла на ковше-печи одним из основных условий является отсечка на выпуске из плавильного агрегата печного окисленного шлака (или его удаление) и наводка рафинировочного

шлака. 3.КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ АГРЕГАТОВ КОВШ-ПЕЧЬ. Однопозиционные - стационарный или отворотный портал; - одиночные или двойные сталевозы или поворотный стенд; Двухпозиционные - отворотный портал с двумя крышками; - стационарный или подвешенный портал; - сдвоенные сталевозы или поворотные стенды. Пример варианта двухпозиционного ковша-печи представлен на плакате . В ходе создания и внедрения отдельных методов и агрегатов внепечной обработки стала ясна

целесообразность их комбинированного (комплексного) использования и необходимость компенсации тепловых потерь при их применении для обеспечения надежности функционирования технологии. В связи с этим интенсивное развитие получило внепечное рафинирование металла в агрегате комплексной обработки стали (АКОС), представляющем комбинацию из установки для обработки металла в ковше вакуумом и устройства для подогрева расплава в ковше электрическими дугами до требуемой температуры, и позволяющим

обрабатывать металл рафинирующими шлаками, инертным газом, порошковыми смесями и проволокой с различными составами наполнителей; эти устройства могут быть совмещенными в одном агрегате или размещаться на отдельных стендах, оснащенных транспортными средствами для передачи ковша, например, со стенда вакуумирования на стенд подогрева и обратно. При необходимости АКОС оборудуется устройством для удаления из ковша окислительного шлака после выпуска плавки. Эффективность работы агрегата ковш-печь в значительной мере зависит от наличия

и надежности работы технологических устройств, основными из которых являются: аргонный стенд; устройство для вдувания порошка углеродсодержащих материалов в металл (нагнетатель); система бункеров, весодозирования и подачи шлакообразующих и легирующих материалов в сталеразливочный ковш; трайб-аппарат; устройство для верхней продувки стали ароном; устройство для измерения температуры и взятия пробы (термопроб); машина для скачивания шлака. Аргонный стенд состоит из рамы, на которой смонтированы клапаны, редуктор

и измерительные приборы, соединенные трубной разводкой. К стенду подводится арго-нопровод с давлением газа 1,2—1,6 МПа. От стенда аргон подается к нижней продувочной фурме, установленной в днище ковша, имеется подвод к верхней (аварийной) фурме. Расход аргона на АКП емкостью 12—160 т колеблется от 5 до 25 м /ч. Установку для подачи в расплав порошкообразных углеродсодержащих материалов в некоторых случаях можно

использовать для вдувания порошкообразной извести. Установка имеет систему автоматического и ручного управления. Порошок из саморазгружающегося контейнера через загрузочный узел подают в приемный бункер, объем которого колеблется от 1,5 до 6 м. Перед началом работы задают необходимую дозу, в емкости камерного насоса объемом 0,7 м сбрасывают давление, открывают клапан загрузочный и верхний клапан камерного насоса.

Для автоматизированной операции подачи материалов в емкость камерного насоса при закрытых верхнем и нижнем клапанах нагнетается давление. Сигнал к включению установки подается после ввода рабочего конца фурмы (трубки) для подачи порошка в жидкий металл. По этому сигналу открывается клапан выгрузки камерного насоса и одновременно подается газ для эжекции. По окончании подачи заданного количества материалов клапан выпуска камерного насоса закрывается, в

течение ~ 15 с продолжается продувка трубопровода газом через эжектор, затем подача газа прекращается. Производительность установки — до 50 кг/мин, фракция материала от 1 до 3 мм, порция разовой подачи порошка 5—150 кг, расход энергоносителя на аэрацию порошка 15—35 м /ч, на транспортировку до 150 м /ч, давление газа < 0,6 МПа. В качестве транспортирующего энергоносителя применяют инертный газ или осушенный сжатый воздух. Устройство для верхней продувки стали аргоном в ковше при запечатывании донной

фурмы состоит из стойки, установленной на рабочей площадке вблизи АКП, и каретки с приводом, перемещающейся вертикально. Возможно размещение каретки на рабочей площадке стационарно. В этом случае перемещается стойка, на которой установлен привод для горизонтального перемещения рукава и крепится фурма. Глубина погружения фурмы 300—500 мм от дна ковша.

Устройство для измерения температуры и взятия проб располагают на рабочей площадке вблизи АКП. Взятие проб и измерение температуры металла в ковше проводят через отверстие в своде. Устройство управляется с местного пульта или из поста управления АКП. Перемещение вниз каретки со штангой, на которой установлены пакеты с пробницей или термопарой, прекращается при достижении заданной глубины. После выдержки в течение 5—10 с штанга поднимается вверх

и направляющая перемещается в исходное положение. Показания измерения температуры передаются на монитор оператора, пробницу вручную вынимают из обоймы и пневмопочтой передают в экспресс-лабораторию. Термопару и пробницу заменяют новыми, устройство готово к следующей операции. Для подачи шлакообразующих и легирующих материалов используют бункеры в количестве от 6 до 12. В зависимости от сортамента выплавляемой стали и технологии ее производства на конкретном предприятии

объем бункеров может колебаться от 2 до 10 м. Обычно бункеры оснащают датчиками нижнего уровня материалов. Для надежной работы оборудования системы подачи требуются материалы фракцией 10—50 мм. Наличие системы бункеров и весодозирования позволяет оперативно решать вопросы по корректировке химического состава и соблюдению технологического процесса внепечной обработки стали. Управление системой осуществляется через АСУТП, что позволяет свести до минимума брак и сократить продолжительность

обработки стали в АКП. Для подачи проволоки в ковш используют одно двух- четырехручьевые трайб-аппараты С целью уменьшить габариты устройства бунты и трайб-аппарат располагают на разных уровнях; бунты чаще располагают под рабочей площадкой Диаметр вводимой в ковш алюминиевой проволоки составляет 8—12 мм, порошковой — 6—18 мм; скорость ввода проволоки — 0—300 м/мин. Мощность привода составляет 15 кВт на каждый ручей.

Трайб-аппараты выпускают с ручным электромеханическим и пневматическим прижимом проволоки и оснащают локальной автоматической системой управления, включая счетчики-индикаторы. На металлургических предприятиях России наибольшее применение находят трайб-аппараты Чепецкого механического завода. Машина скачивания шлака с поверхности расплава в сталеразливочном ковше устанавливается стационарно на металлоконструкциях.

Управление машиной скачивания шлака и стендом наклона ковша осуществляется с поста управления, расположенного на площадке, приваренной к основанию поворотной стойки. 4.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ АГРЕГАТА КОВШ-ПЕЧЬ. Преимуще­ства агрегата ковш-печь заключаются в значительном расширении возможности управления физико-химичес­ким состоянием металла и в реализации ресурсо- и энер­госберегающих технологий. Это направление в стале­плавильном производстве достаточно интенсивно раз­вивается в передовых

в техническом плане странах, в частности в СНГ последние 20 лет. Для нового агрегата характерен комплекс тесно взаимосвязанных технологических и энергетических параметров. От оптимизации этой взаимосвязи как в зало­женных конструктивных параметрах, так и в процессе эксплуатации зависит в целом эффективность работы агрегата. К основным определяющим работу ковша-печи параметрам относятся химический состав рафинировочного шлака и толщина его слоя; длина дуги; отно­шение подводимой

мощности к площади зеркала ме­талла; скорость нагрева и интенсивность перемешива­ния и гидродинамика ванны. На первом этапе при формировании рафинировоч­ного шлака определенного для группы сталей состава необходимо обеспечить заданную толщину слоя шлака на зеркале металла, соответствующую установленной длине дуги. В этих условиях достигается оптимальная скорость нагрева с учетом соотношения подводимой мощности и площади зеркала металла в ковше. Время достижения требуемых значений перечисленных пара­метров

зависит от выбора режима перемешивания и гид­родинамики ванны. При этом установление оптималь­ной взаимосвязи технологических и энергетических па­раметров зависит от конкретных условий цеха: типа ста­леплавильного агрегата и состояния с отсечкой высоко-окисленного печного шлака; уровня содержания серы в металле при выпуске; выбранной мощности трансфор­матора; решения вопроса перемешивания металла в ков­ше; длительности выплавки и разливки плавки.

Учитывая, что продолжительность технологическо­го цикла на агрегате ковш-печь лимитируется темпом подачи плавок на МНЛЗ, необходимо стремиться к максимальной эффективности выполнения процессов в заданное время. Технологический цикл можно регу­лировать путем оптимизации температуры металла и частичного формирования рафинировочного шлака уже на выпуске. При низкой температуре металла дли­тельность его нагрева в агрегате ковш-печь до задан­ной температуры и, следовательно, удлинение периода формирования шлака сокращают

продолжительность рафинирования. На некоторых предприятиях для уве­личения пропускной способности АКП на выпуске ме­талла вводят до 30 % составляющих материалов рафи­нировочного шлака, что дает возможность сократить цикл на 10 - 15 мин и расход электроэнергии на 5 - 7 кВт • ч. При этом следует учитывать, что десульфурирующая способность рафинировочного шлака наи­более оптимальна при температуре металла не менее чем 1590 -

1600 °С. Для облегчения условий десульфу-рации и уменьшения затрат времени на нее в заводской практике широко применяют обработку стали во вре­мя выпуска из плавильного агрегата твердой шлакообразующей смесью (ТШС). Для оценки влияния окисленности металла и шлака в условиях одного из металлургических предприятий были проведены опытные плавки в мартеновской печи. Сталь выпускали в два ковша, что позволило исклю­чить фактор влияния ее химического состава.

Металл одного из ковшей на выпуске раскисляли алюминием (1 - 1.5 кг/т), а в другой, сравнительный ковш его не добавляли. Печной окисленный шлак от одного стале-разл и вочного ковша отсекали, через другой ковш пе­репускали весь печной шлак. Чтобы уменьшить окисленность металла и шлака, в состав ТШС одного из ковшей вводили шлак производства вторичного алю­миния (ПВА), содержащий до 20 %

А1. Как показали данные по выборке 60 плавок, при практически о дина­ковом начальном содержании серы уменьшение окис­ленности стали приводит к увеличению степени десульфурации за время выпуска на 25 30 % (отн.), что более эффективно, чем только раскисление шлака. Таким образом, для увеличения десульфурируюшей способности шлака необходимо хорошо раскислять металл в ковше во время выпуска, а не переносить рас­кисление металла полностью на

АКП. При поступле­нии раскисленного металла улучшаются условия де-сульфурации стали и в ковше-печи. Естественно, отно­сительное уменьшение содержания серы в этом случае на АКП меньше, но процесс десульфурации проходит за более короткий срок, что важно для обеспечения се­рийной разливки стали на МНЛЗ. Химический состав шлака и его количество оказы­вают значительное влияние на скорость формирования рафинировочного шлака и его сульфидную емкость и определяются с учетом раскисления

стали кремнием, марганцем и алюминием. Одно из обязательных условий эффективной рабо­ты АКП — отсечка окисленного печного шлака на вы­пуске из плавильного агрегата. Современные машины скачивания позволяют оставлять в ковше порядка 300 -500 кг окисленного шлака. Равновесный коэффициент распределения серы между металлом и шлаком при со­держании FеО в шлаке на уровне 8-10 %, что обыч­но для раскисленной на выпуске из конвертера стали (по сравнению

с оптимальным в рафинировочном шла­ке 0,5 %), уменьшается в три раза. При наличии в ков­ше большого количества печного шлака в результате раскисления стали содержание фосфора в стали может вырасти в 1,5-2 раза. Кроме того, затрачивается элек­троэнергия на нагрев оставшегося в ковше печного шлака. Расчеты показывают, что при наличии 2 т шла­ка в ковше с массой плавки 100 - 130 т расход электро­энергии увеличивается на 1,2 кВт • ч/т.

При этом ско­рость нагрева снижается примерно на 0,3 °С/мин. Слой рафинировочного шлака должен быть на 20 -30 % толще длины дуги, а при в 2,5 - 3 раза большей толщине вследствие его высокой электропроводности дуги замыкаются, как правило, через шлак, что ухуд­шает нагрев металла и вызывает нежелательное разло­жение фторида кальция с образованием карбида каль­ция. При толщине слоя шлака меньше длины дуги растут потери подаваемой мощности, перегревается

крышка ковша-печи. В случае работы с дугой, длина которой на 10 мм не закрыта шлаком, потери состав­ляют 2 ~ 3 % подводимой мощности. Это объясняется тем, что температура дуги достигает 4500 - 6000 °С, а передача тепла излучением пропорциональна четвер­той степени температуры. Для эффективной работы агрегата ковш-печь сред­ней мощности (100 - 150-т ковш) длина дуги должна быть 60 - 90 мм, и тогда при оптимальной толщине слоя шлака дуги замыкаются

через металл, обеспечивая хо­роший нагрев. При работе агрегата в сочетании с конвертером от­сутствие должной отсечки окисленного шлака вносит существенные затруднения в обеспечение заданных па­раметров технологического процесса. Например, на Енакиевском металлургическом заводе (ЕМЗ) толщи­на слоя конвертерного шлака согласно технологичес­кой инструкции не должна превышать 100 мм, что со­ответствует его массе -2,15 т. При таком количестве окисленного шлака требуется присадка большого ко­личества шлакообразующих

рафинировочного шлака, длительность увеличивается, ухудшается процесс десульфурации, расходуется больше электроэнергии, а степень десульфурации металла в АКП составляет 33,3 %. Что­бы ее увеличить, изменили технологию присадки шла­кообразующих. Основную часть извести и плавикового шпата вводили при выпуске стали из конвертера. В ус­ловиях высокой окисленности шлака известь начинала растворяться в нем до обработки стали на

АКП. Нерастворившаяся часть извести прогревалась, и на ее нагрев, расплавление и растворение затрачивалось меньше элек­троэнергии. В результате связывания оксида железа в ферриты кальция уменьшалось вредное воздействие шлака на футеровку "шлакового пояса" сталеразливоч-ного ковша. При такой технологии степень десульфура­ции существенно возросла, количество и продолжитель­ность додувок "на серу" в конвертере уменьшились. Рас­ход электроэнергии при этом может быть снижен на 2,3

кВт • ч/т без увеличения температуры стали на вы­пуске из конвертера. На рис.5 приведено типичное час­тотное распределение изменения содержания серы в ме­талле по этапам внепечной обработки. Мощность трансформатора при работе на перемен­ном токе (практически все ковши-печи, эксплуатируе­мые в СНГ, работают на переменном токе) должна быть оптимальной для данного объема металла и геометри­ческих размеров ковша. В случае недостаточной мощ­ности удлиняется цикл обработки, а при

сверхмощном трансформаторе растут капитальные затраты, отмеча­ется перерасход энергии и уменьшается стойкость фу­теровки ковша. Для определения оптимальной мощно­сти следует учитывать активную мощность для нагре­ва металла с определенной (заданной) скоростью и мак­симально допустимую мощность дуги на единицу пло­щади зеркала металла. Институтом IRSID (Франция) на основе данных работы агрегатов ковш-печь емкостью 18 - 320 т со­ставлена диаграмма (рис.

6). Из нее следует, что для нагрева металла со скоростью 4,5 °С/мин необходимо! подводить активную мощность 120 кВт • ч/т стали. При использовании трансформатора с подводом такой мощ. ности обеспечивается оптимальный нагрев металла шлака и футеровки ковша. В принципе, по данной ди­аграмме можно определить необходимую активную мощность для нагрева любой массы металла с задан­ной скоростью в пределах указанного интервала.

Рис. 5- частотное распределение изменения содержания серы в ме­талле по этапам внепечной обработки: КК — конвертер; АКП — агрегат ковш-печь: МНЛЗ — разливка; ГМ — готовый металл Рис.6- зависимость скорости нагрева металла от активной мощнос­ти, подводимой от трансформатора: а—водоохлаждаемый свод; б — огнеупорный свод Мощность, подводимая к агрегату ковш-печь, ог­раничивается скоростью износа футеровки излиш­няя неизбежно

приведет к ускорению износа огнеупо­ров в зоне шлакового пояса и в "опасных" точках крыш­ки агрегата (очаговый износ). Максимально допусти­мая удельная мощность дуги, по данным фирмы "Да­ниэли", должна составлять порядка 1,8 - 2,2 МВт/м2 зеркала металла. Этот показатель учитывает геометри­ческие размеры ковша. Так, к ковшу с большим отно­шением диаметра к высоте можно подводить большую мощность при одинаковом

объеме металла. При подводе мощности более необходимой увели­чивается диаметр электродов, и они, приближаясь к стенке ковша, способствуют большему износу футеров­ки. При этом исключается возможность работы на мак­симальных ступенях нагрева и ухудшаются условия горения дуг из-за приближения "аргонных пятен" к электродам. Кроме того, работа с трансформатором завышенной мощности приводит к увеличению расхо­да электроэнергии.

Известно, что ~16 % подводимой мощности теряется на резисторное сопротивление трансформатора и короткой цепи, причем потери обыч­но достигают 8-10 %. Для их уменьшения трансфор­матор должен работать с полной нагрузкой. Следует отметить, что трансформаторы производ­ства стран дальнего зарубежья рассчитаны на работу с 20%-ной перегрузкой относительно номинальной мощ­ности, учитывая, что обычно требуется 3 - 5-мин на­грев. Наиболее высокая ступень напряжения считается аварийной.

Ее рекомендуется включать, когда транс­форматор (масло и железо) прогрет. В этом случае он расходует меньше энергии на себя, а больше отдает в сеть. Поэтому трансформатор мощностью, например, 20 МВ - А на максимальной ступени напряжения рабо­тает с мощностью 25 МВ • А. Таким образом, использование трансформатора за­вышенной мощности увеличивает расход электроэнергии.

На ЕМЗ мощность трансформатора завышена (25 МВ*А) со всеми вытекающими отсюда последстви­ями. В частности, из-за недопустимой тепловой нагруз­ки на футеровку ковша нельзя работать на верхней сту­пени напряжения. 5.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ КАЛЬЦИЕМ. Для воздействия на физико-химическое состояние расплава, микролегирование, легирование, корректи­ровку химического состава и углеродного эквивален­та за рубежом общепринято использование

порошко­вой проволоки. Эта технология, обеспечивающая кон­тролируемый ввод материалов в расплав с высоким стабильным усвоением, активно применяется и в СНГ на ряде предприятий с использованием кальцийсодер-жащей проволоки различных видов — SiCa (СК20, СКЗО, СК40), А1Са, FеСа, а также проволоки с угле­родом, серой, титаном, ниобием, ванадием, бором, магнием. Усвоение Nb и V практически 100 %-ное, при оптимальной технологии усвоение титана достигает 95 %.

Наиболее эффективной по многофакторному воздействию на свойства жидкой и твердой стали счи­тается кальцийсодержащая проволока. К настоящему времени получены многочисленные результаты, под­тверждающие существенное влияние кальция на рас­кисление металла, десульфурацию, трансформацию и значительное уменьшение загрязненности неметалли­ческими включениями и улучшение свойств готовой продукции. Вместе с тем результаты обработки на разных пред­приятиях далеко не однозначны как в отношении вво­димого

кальция, его усвоения и остаточного содержа­ния, так и в отношении влияния на разливаемость раз­ных групп сталей и свойства готовой продукции. Это обусловлено многими причинами: спецификой произ­водства стали конкретного цеха, использованием каль­ция только для решения локальных задач (требований по разливаемости), несовершенством технологии про­изводства стали, отсутствием оперативного контроля состояния расплава по основным параметрам, недоста­точным пониманием механизма взаимодействия каль­ция с компонентами расплава.

Достаточно отметить, что по основному показателю контроля процесса (ус­воению кальция по вводу) результаты на разных пред­приятиях отличаются в 2 - 3 раза. Постоянное ужесточение требований к качеству ме­талла ставит задачи совершенствования технологии его обработки кальцийсодержащими материалами. При вводе кальция в расплав наряду с высокой эффективно­стью его влияния на свойства металла при отклонении от заданной технологии имеется вероятность получения в стали вредных включений — твердых алюминатов

кальция и сульфидов кальция. Так, последние исследо­вания показали, что наличие таких включений в труб­ной стали приводит к ухудшению коррозионной стой­кости труб и сокращению срока их эксплуатации. Эти коррозионно-активные неметаллические включения (КАНВ) служат источником образования блистирингов (вздутий), приводящих к возникновению питтингов (язв внутренней коррозии). Рис. 7- типы включений в зависимости от фазового состояния систе­мы

СаО-А12О3-SiO2: 1,4 — недеформируемые повышенной вязко­сти; 2 — жидкие недеформируемые; 3, 5 — деформируемые; 6,7-твердые недеформируемые. При этом исследования качества металла аварийных труб показывают, что массовая доля химических элементов и механические характеристики полностью соответствуют техническим условиям и сер­тификатным данным. Указанные дефекты выявляются при коррозионных испытаниях и считаются браковоч­ным признаком.

Очевидно, что присутствие КАНВ в таких сталях недопустимо. При обработке разных групп сталей кальцийсодержащей порошковой проволокой ставится задача полу­чения в металле включений разных типов: недеформи-руемых, повышенной вязкости; жидких недеформиру-емых; пластичных деформируемых; твердых недефор-мируемых. Это достигается изменением состава напол­нителя проволоки и регламентируемым ее вводом в соответствии с диаграммой фазового состояния систе­мы

СаО - А12O3 – SiO2 (рис. 7). В непрерывнолитых заготовках относительно боль­ших сечений (слябы, блюмы) определенное количество остаточного глинозема, твердых алюминатов кальция и сульфида кальция не вызывает существенных откло­нений по разливаемости из-за большого диаметра ста­канов (50 - 60 мм). Однако это недопустимо при отлив­ке сортовых заготовок, когда применяется диаметр раз­ливочного стакана 15-18 мм. Учитывая современную тенденцию отливки заготовок преимущественно малых сечений, в

том числе из раскисленных алюминием ста­лей, требуется решение рассмотренных проблем. ВЫВОД. Современные технологические схемы предусматривающие применение УКП в сочетании с установками обработки металла вакуумом, существенно повышают производительность сталеплавильных агрегатов, окупают затраты на них за счет снижения расходов материальных ресурсов, повышения качества выпускаемой металлопродукции и позволяют достигать высоких экономических результатов.

При этом обеспечивается возможность глубокого обезуглероживания расплавов любого химического состава, точное легирование металла с высоким усвоением легирующих, получение стали с содержанием серы менее 0,001%, водорода менее 2 ррm, высокий уровень чистоты по НВ, а также регулирование температуры металла перед разливкой в узких пределах (±5 °С). Одним из главных условий получения высоких стабильных результатов сталеплавильного производства является строгое соблюдение технологических режимов внепечной обработки.

Поэтому установки ковшовой металлургии оснащаются эффективными средствами контроля технологических параметров и автоматизированными интегрированными системами управления процессами и операциями внепечной обработки жидкой стали с использованием компьютерной техники. Эффективность использования УКП подтверждается довольно быстрым распространением этого метода внепечной обработки в сталеплавильных цехах России, в которых с 1991 г. введено в эксплуатацию 43 таких установки,

в том числе 12 установок отечественного производства с техническими характеристиками, не уступающими зарубежным. УКП потребляют 20-30 кВт*ч/т и графитированных электродов 0,2-0,3 кг/т. В зависимости от ряда планировочных и технических решений в отдельных сталеплавильных цехах отечественных предприятий с дуговыми печами или кислородными конвертерами и МНЛЗ используют либо только установки ковш-печь, либо

УКП в сочетании с вакууматорами. В перспективе ковшовая металлургия будет развиваться в направлении увеличения объемов вакуумирования стали, совершенствования процессов и повышения эффективности достигаемых результатов. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Журнал «Сталь», Комплексная обработка стали в ковше-печи: практичес-кий подход. 2006 № 11. 2. Журнал «Сталь»,Технологические и энергетические аспекты эксплуатации АКП. 2005 № 8. 3. Журнал «Сталь»,Оптимизация состава рафинировочного шлака

АКП. 2003 № 5. 4. Журнал «Сталь»,Опыт совершенствования технологии внепечной обработки стали. 2001 № 12. 5. Журнал «Сталь», Опыт обработки металла кальций-алюминиевым реагентом на УКП. 1998 № 5. 6. Журнал «Сталь», Исследование технологии десульфурации стали Х70 на АКП. 2008 № 12. 7. Журнал «Сталь», Эффективность нагрева и десульфурации металла на УКП постоянного тока. 1996 № 4.