Metallurgy.zp.ua
Главная » Конвертерное производство » Технология производства электротехнической стали

Технология производства электротехнической стали

Выплавка электротехнической стали возможна как в конвертерах, так и в дуговых печах. Преимущество конвертера в возможности получения весьма низкого содержания углерода без каких-либо трудностей. Однако последующая, как после плавки в конвертере, так и после плавки в дуговой печи, внепечная обработка стали в вакууме в значительной мере нивелирует это преимущество.

Анизотропную (трансформаторную) сталь выплавляют преимущественно в кислородных конвертерах. Главными задачами плавки полупродукта для последующего легирования являются глубокое обезуглероживание до [С] ≤ 0,03–0,05 % и удаление из металла марганца до содержания 0,06–0,08 %. Это вызывает значительную окисленность шлака и большие потери железа. При продувке кислородом только сверху содержание FeО в шлаке достигает 18–24 %. Поэтому электротехническую сталь в конвертерах выплавляют с комбинированным дутьем кислородом сверху и аргоном или смесью газов снизу. Содержание FеО в шлаке при этом ∼14–15 %. Удаление из металла марганца обеспечивают увеличением количества шлака в конвертере, добавками извести или сменой части шлака. Эта операция приводит к некоторым потерям железа, но для указанной цели она часто неизбежна. К тому же, смена шлака обеспечивает необходимую дефосфорацию, а также десульфурацию.

Раскисление трансформаторной стали при сульфидном варианте ингибирования производят только кремнием, который одновременно является и легирующим элементом. Высокое содержание кремния в стали обеспечивает достаточное раскисление для получения качественного слитка спокойной стали. Введение в сталь алюминия вызывает некоторое ухудшение свойств стали, в том числе электротехнических, вследствие загрязнения ее продуктами раскисления алюминия – Al2О3. При нитридном или сульфо-нитридном варианте ингибирования металл раскисляют и алюминием.

Особенностью легирования электротехнической стали является выделение большого количества тепла при введении в металл ферросилиция. Даже в случае присадки твердого ферросилиция без его предварительного нагрева выделяющееся тепло растворения кремния с избытком компенсирует тепло, расходуемое на расплавление ферросплава. Так, при вводе в сталь 2 % кремния и использовании для этой цели 60 %-ного ферросилиция (3,3 % массы стали) температура металла повышается на 40 °С. Это позволяет выпускать металл из сталеплавильного агрегата без перегрева, обычно требуемого для компенсации тепловых потерь при вакуумировании, и легировать сталь во время вакуумной обработки в ковше.
Для вакуумной обработки, обычно циркуляционной или порционной, сталь, содержащую 0,03–0,04 % С, выпускают из конвертера нераскисленной. В процессе вакуумирования содержание углерода понижается до < 0,03–0,02 %, после чего в сталь через загрузочный патрубок вакууматора присаживают ферросилиций и продолжают вакуумную обработку так, чтобы после присадки дополнительный коэффициент рециркуляции достиг величины 1–2 для равномерного распределения кремния во всей массе металла.

Главной целью обработки вакуумом является получение в стали содержания углерода < 0,03–0,02 %. Вместе с тем, в результате такой обработки понижается содержание оксидных неметаллических включений в стали, стабилизируется состав в узких заданных пределах.

Изотропную сталь выплавляют преимущественно также в конвертерах. Содержание углерода во время плавки в конвертере пони-жают до ≤ 0,04 %, и затем доводят его при вакуумной обработке до < 0,03–0,02 %. Содержание серы в стали желательно иметь ≤ 0,015 %. Если в конвертере такое содержание серы получить не удается или весьма затруднительно, его достигают внепечной обработкой.

Фосфор в изотропной стали улучшает ее электротехнические свойства. Как и кремний, он сужает область γ-Fe, но в большей степени. При содержании в стали 1,8 % Si и 0,03 % С фосфор полностью выклинивает область γ при 0,21 %. Вместе с тем замена кремния на фосфор приводит к улучшению штампуемости и способствует получению равномерного распределения твердости и механических свойств по ширине листа и длине рулона. Поэтому в обычной динам-ной стали содержание фосфора ≤ 0,050 %. Но применяют и легиро-ванную фосфором (до 0,2 %) бескремнистую динамную сталь высо-кой штампуемости. Для легирования такой стали в процессе вакуум-ной обработки применяют феррофосфор (15–16 % Р).