yandex.metrica
Электрометаллургия

Способы ввода добавок в ковш

Ввод добавок с помощью трайб-аппарата. При раскислении стали алюминием, ввиду большого различия в плотностях алюминия и стали, ввод кускового алюминия на зеркало металла приводит к очень низкому полезному использованию алюминия. Метод ввода алюминия на штанге в ковш дает хорошие результаты, однако ограничен малым количеством. Существует метод одноразового ввода 40-100 кг алюминия с использованием гидравлического цилиндра. При этом усвоение алюминия составляет около 60%. Опробован также ввод высокоактивных добавок в трубчатом контейнере. Этот способ был использован при обработке стали редкоземельными элементами цериевой группы с целью глобуляризации сульфидных включений. Однако, эти методы не получили широкого промышленного распространения.

Наибольшее распространение, особенно для ковшей большой вместимости, получил способ ввода алюминия в ковш с большой скоростью в виде проволоки или прутка с помощью трайб-аппарата (рис.1). В настоящее время практически все АКОС оборудованы этими устройствами. Например, одна из установок позволяет подавать пруток диаметром 12 мм со скоростью 4 м/с при расходе алюминия 73 кг/мин и максимальной его подаче 150 кг. С применением этого метода полезное использование алюминия достигает 80%, а наиболее желаемое содержание его в стали на уровне 0,03-0,05% достигается в 70% случаев. В тоже время, при обычном способе ввода алюминия чушками стабильность его содержания обеспечивается только лишь в 50% случаев. Этот способ используется также при вводе чистого кальция или сплавов Si-Ca, Ca-Al в виде порошковой проволоки. Во время ввода металлический кальций, прежде чем расплавиться, испаряется, улучшая тем самым степень полезного использования. Для стали, раскисляемой алюминием, можно вводить порошковую проволоку, содержащую кальций и алюминий. При этом расход кальция составляет 0,5 кг/т и время ввода проволоки около 10 мин при скорости ввода 10 м/с. Однако, нужно отметить, что если алюминиевая проволока или пруток являются так сказать, обычной продукцией, то порошковую проволоку нужно готовить специально, что приводит к дополнительным затратам.

11

Рис.1 Схема подачи алюминия в ковш с помощью трайб-аппарата: 1 – бобина алюминия; 2 – направляющий цилиндр; 3 – алюминиевая проволока; 4 – ковш; 5 – пористая вставка; 6 – патрубок нейтрального газа

Большие массы металла 150-300 т обрабатывают алюминием с помощью специальных пушек, которые позволяют вводить непосредственно в металл слитки алюминия весом 0,45-0,8 кг. При этом разброс в содержании алюминия составляет 0,006%, в то время как при обычном методе ввода алюминия чушками разница в содержании алюминия в стали составляет 0,0175%. Использование специальных пушек позволяет экономить до 80% алюминия. Этот способ можно так же использовать при вводе кальция, бора, церия, но при этом необходимо, прежде всего, решить вопрос об их подготовке в виде специальной упаковки.

При вводе добавок в обычный сталеразливочный ковш используются также различные способы, основанные на использовании погружного устройства различных вариаций.

Процесс CAS  позволяет раскислять и легировать сталь при одновременном перемешивании и защиты металла аргоном. Сочетание отсечки шлака, защиты зеркала металла и перемешивания позволяют достичь высокой степени полезного использования различных добавок.

При процессе САS содержание кислорода снижается до 40 ррm, против 50-100 ррm, обеспечиваемых простой продувкой аргоном.

Процесс SAB (Sealed argon bubbling) реализуется под синтетическим шлаком, который наводится на поверхности металла, находящимся под погруженным огнеупорным полым цилиндром. Сочетание продувки стали аргоном с защитой металла синтетическим шлаком позволяет значительно повысить использование легирующих элементов и стабилизировать химический состав стали.

Процесс САВ (Capped argon bubbling). Ковш сверху закрыт крышкой с отверстием для ввода добавок и взятия проб. Синтетический шлак покрывает всю поверхность металла в ковше. Преимуществом этого процесса является уменьшение окисления элементов стали воздухом, снижение тепловых потерь благодаря наличию крышки и уменьшение поглощения сталью азота воздуха.