 |
|
Тема 1. Методы повышения качества металлопродукции - сталь и ее внепечная обработка.
ВОПРОСЫ НА ЗАЧЕТ ПО ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКЕ
Тема 1. Методы повышения качества металлопродукции - сталь и ее внепечная обработка.
1. Внепечная обработка стали
2. Способы внепечной обработки стали
3. Внепечное рафинирование стали
4. Комплексные методы внепечной обработки стали
5. Обработка стали в процессе кристаллизации
Тема 2. Методы повышения качества металлопродукции - сталь и ее продувка инертными газами
1. Продувка инертными газами
2. Сталь и ее аргонокислородная продувка
3. Обработка стали синтетическим шлаком
Тема 3.Методы повышения качества металлопродукции - введение реагентов в глубь металла
1. Продувка металла порошкообразными материалами
2. Введение материалов в виде проволоки
3. Введение блоков на штанге
4. Предотвращение окисления металла
5. Методы отделения шлака от металла
Тема 4. Комплексные технологии внепечной обработки чугуна и стали
1. Внепечная обработка чугуна и стали
2. Внедоменная десульфурация чугуна
3. Внедоменная дефосфорация чугуна
4. Совместная десульфурация и дефосфорация чугуна
5. Комплексные технологии внепечной обработки чугуна и стали
Тема 5. Применение вакуума в металлургии. Получение и применение вакуума.
1. Использование вакуума в металлургии
2. Способы вакуумирования стали
3. Обработка стали вакуумом
4. Вакуумирование стали
5. Вакуумирование стали в ковше
6. Вакуумирование стали в струе
7. Вакуумирование стали в специальных камерах
8. Эффективность вакуумирования
9. Удаление газов и летучих примесей
http://emchezgia.ru/vakuumnaya/razdelvakuumnaya.php
Тема 1. Методы повышения качества металлопродукции - сталь и ее внепечная обработка.
1. Внепечная обработка стали
Внепечная обработка стали - современная техника предъявляет все более высокие требования к качеству стали и металлоконструкций. В тех случаях, когда проведение операций, обеспечивающих требуемое качество металла, непосредственно в самом агрегате связано с потерей его производительности и недостаточно эффективно, операции переносят в ковш или во вспомогательную емкость.
Проведение технологических операций вне плавильного агрегата называют вторичной металлургией (ковшевой металлургией, внеагрегатной обработкой, внепечной обработкой, ковшевым рафинированием). Основную цель вторичной металлургии можно сформулировать как осуществление ряда технологических операций быстрее и эффективнее по сравнению с решением аналогичных задач в обычных сталеплавильных агрегатах.
В настоящее время методами внепечной металлургии обрабатывают сотни миллионов тонн стали массового назначения, установки для внепечной обработки имеются на всех заводах качественной металлургии. Обработке подвергают сталь, выплавленную в мартеновских печах, дуговых электропечах и конвертерах. Быстрое распространение в широких масштабах внепечной обработки стали объясняется рядом причин:
1. Распространением метода непрерывной разливки стали, который, в свою очередь, для высокопроизводительной работы установок требует точного (и стандартного от плавки к плавке) регулирования температуры и химического состава металла. В результате практически вся сталь, разливаемая на установках непрерывной разливки, подвергается внепечной обработке.
2. Непрерывно увеличивающиеся масштабы производства сплавов ответственного назначения, которые трудно получить при обычной технологии плавки.
3. Возрастающими масштабами производства сталей и сплавов с особо низким содержанием углерода.
4. Повышением требований к качеству рядовых сталей, выплавляемых в конвертерах и мартеновских печах.
5. Определенную роль в распространении новых методов вторичной металлургии играет и то обстоятельство, что эти методы позволяют коренным образом изменять структуру и тип потребляемых ферросплавов и раскислителей в сторону существенного снижения требований к их составу и соответствующего их удешевления. Например, использование метода аргоно-кислородной продувки позволило перерабатывать высокоуглеродистые ферросплавы и отказаться от использования дорогих низкоуглеродистых ферросплавов (см. далее).
6. Наличие в цехе агрегатов, в которых осуществляется внепечная обработка стали, позволяет сократить (или вообще исключить) проведение периода доводки в собственно сталеплавильных агрегатах. Особенно это касается дуговых и мартеновских печей. Соответственно возрастает производительность этих агрегатов, снижается расход огнеупоров, топлива, электроэнергии и т.д.
В результате внедрения методов внепечной обработки в современных электродуговых печах осуществляется только расплавление шихты, а все операции по доводке металла производятся в агрегатах внепечной обработки.
7. Современные методы внепечной обработки позволяют получать готовую сталь и металлопрокат с очень малым ("ультранизким") содержанием углерода (менее 0,003%) и азота (менее 0,003 %). В результате стало возможным появление нового класса сталей - так называемых IF-сталей (от англ. Interstitial Free Steels). Ввод в состав этих сталей небольших количеств карбидо- и нитридообразующих элементов (таких как титан, ниобий, бор) позволяет полностью исключить наличие свободных атомов внедрения - углерода и азота — в кристаллической решетки при любых условиях охлаждения после прокатки и термической обработки и существенно повышает пластические свойства, деформируемость и штампуемость металлопродукции.
Уникальные свойства IF-сталей предопределили их быстрое и повсеместное распространение (особенно - в автомобилестроении). В нашей стране производство IF-сталей организует Новолипецкий металлургический комбинат
2. Способы внепечной обработки стали
Методы внепечной обработки стали могут быть условно разделены на простые (обработка одним способом) и комбинированные (обработка металла несколькими способами одновременно). К простым методам внепечной обработки стали относятся:
обработка металла вакуумом;
продувка инертным газом;
обработка стали синтетическим шлаком в ковше;
введение реагентов в глубь металла;
продувка порошкообразными материалами.
Основными недостатками перечисленных простых способов обработки стали являются:
необходимость перегрева жидкого металла в плавильном агрегате для компенсации снижения температуры металла при обработке в ковше;
ограниченность воздействия на сталь (только десульфурация или только дегазация и т.п.).
Наилучшие результаты воздействия на качество стали достигаются при использовании комбинированных способов внепечной обработки стали, когда в одном или нескольких, последовательно расположенных агрегатах, осуществляется ряд операций. Для их осуществления оказывается необходимым усложнять конструкцию ковша и использовать более сложное оборудование.
При решении вопроса о выборе необходимого оборудования определяющим является выбор той или иной технологии обработки металла. Несмотря на многоплановость задач, стоящих при решении проблемы повышения качества стали (а значит и повышение качества металлопроката, металлоконструкций) методами вторичной металлургии, используемые при этом технологические приемы немногочисленны и по существу сводятся к интенсификации следующих процессов:
1. Взаимодействия металла с жидким шлаком или твердыми шлакообразующими материалами (интенсивное перемешивание специальной мешалкой, продувкой газом, вдуванием твердых шлакообразующих материалов непосредственно в массу металла, электромагнитное перемешивание и т.п.).
2. Газовыделения (обработка металла вакуумом или продувка инертным газом).
3. Взаимодействия с вводимыми в ванну материалами для раскисления и легирования (подбор комплексных раскислителей оптимального состава; введение реагентов в глубь металла в виде порошков, блоков, специальной проволоки; с использованием патронов, выстреливаемых в глубь металла; искусственное перемешивание для улучшения условий удаления продуктов раскисления и т.д.; организация тем или иным способом перемешиивания ванны, интенсификация процессов массопереноса — обязательное условие эффективности процесса).
Внепечная обработка стали и сплавов комбинированными методами может производиться:
в обычном сталеразливочном ковше с футеровкой из шамота и с вертикальным стопором;
в сталеразливочном ковше с футеровкой из основных высокоогнеупорных материалов и стопором шиберного типа;
в сталеразливочном ковше, снабженном крышкой;
в сталеразливочном ковше, оборудованном для вдувания газа или газопорошковой струи снизу, через смонтированные в днище устройства;
в агрегате-ковше с крышкой (сводом), через которую опущены электроды, нагревающие металл в процессе его обработки;
6) в агрегате типа конвертера, с продувкой стали кислородом, аргоном, паром;
в агрегате типа конвертера, снабженном оборудованием для вакуумирования расплава и т.д.
В результате внепечной обработки стали повышается качество металлопроката и прочей металлопродукции.