Современные методы ввода модификаторов в расплавы чугуна и стали.
Жучков В.И., Шешуков О.Ю., Лозовая Е.Ю., Маршук Л.А.
Сборник докладов Литейного консилиума №1 «Модифицирование как эффективный метод повышения качества чугунов и сталей» -
Челябинск: Челябинский Дом печати, 2006.
В настоящее время отечественная металлургия располагает большим опытом использования различных методов ввода
ферросплавов-модификаторов в жидкий металл.
Основными направлениями работ по совершенствованию методов ввода модификаторов являются:
- Ускорение процесса плавления модификаторов за счет предварительного подогрева (расплавления), применения экзотермических брикетов.
- Интенсификация теплообменных процессов путем изменения гидродинамических условий, усиления движения расплава (пневматическое,
механическое, электромагнитное перемешивание, использование энергии падающей струи при сливе металла в ковш).
- Создание модификаторов с оптимальными физико-химическими свойствами, в первую очередь, плотностью и температурой плавления.
- Совершенствование способов ввода модификаторов (выстреливание специальными пулями, погружение штангами, вдувание
порошкообразных ферросплавов, введение порошковой проволоки и т.д.).
Среди методов, позволяющих увеличить степень усвоения элементов, входящих в состав модификаторов можно отметить,
во-первых, метод выстреливания пуль, который один из разработчиков этого способа Японская фирма «Sumitomo» первоначально
предполагала использовать для ввода алюминия. Метод был назван ABS (Aluminium Bullet Shooting) - метод выстреливания алюминиевыми пулями...
<<...>>
... Метод утапливаемых блоков применяется на отдельных предприятиях для снижения угара и повышения эффективности
использования легкоплавких и легкоиспаряющихся элементов, таких как алюминий, кальций, углерод, магний и др.
Блок может быть монолитный (алюминий, углерод) или иметь стальной кожух. В качестве блока можно применять стальные оболочки,
например, бочки для транспортирования ферросплавов, в которые помещаются насыпные материалы. Кальций, например, вводят в виде
заключенного в тонкий, стальной кожух блока цилиндрической формы, состоящей из железа и кальция (рис...). К блокам крепятся специальные
стальные или футерованные штанги, при помощи которых ферросплавы вводятся в ковш.
Соотношение между содержанием ферросплава (кальция) и железа в блоке подбирается таким образом, чтобы обеспечить постепенное
реагирование кальция, снизить его потери, а также дымо- и пылеобразование. Продолжительность и глубина погружения блоков определяются
экспериментально. Метод введения прост, не требует сложного оборудования, однако связан с задалживанием кранов.
Для уменьшения потерь элементов с низкой температурой кипения (Mg, Са, Ва и др.) применяется метод, при котором над
поверхностью металла создается повышенное давление, близкое к упругости пара элемента при температуре обработки. Давление
над поверхностью должно быть несколько ниже упругости паров вводимого элемента при температуре расплава. В этом случае ввод
протекает спокойно, с достаточно интенсивным перемешиванием металла. В промышленных условиях способ реализуется путем установки
ковша с металлом в автоклав, в котором повышается давление вследствие подачи извне сжатого воздуха или инертного газа, после
чего вглубь вводится колокол, под которым находятся кусковые металлы или сплавы. В практических условиях этот способ применяют чаще
всего для ввода в чугун магния с использованием ковшей небольшого объема (до 5 т). Применение способа для больших масс металла
вызовет значительные затруднения, как с оборудованием, так и с технологией обработки расплава.
Существует метод ввода в металл магния и кальция совместно с неактивными наполнителями. Суть способа заключается
в торможении процесса испарения вводимых элементов при их разделении на мелкие объемы, пространство между которыми заполняется
неактивным наполнителем с низкой теплопроводностью. Этот прием позволяет снизить скорость подвода тепла к отдельным объемам
магния (кальция). В качестве наполнителя используют доломит, кокс, мартеновский шлак, спрессованную стальную или чугунную стружку.
Для обеспечения низкой скорости испарения магния (0,12-0,15 кг/с), при которой не наблюдается выбросов металла из ковша, необходимо,
чтобы доля наполнителя составляла не менее 0,52-0,57 от суммарной массы реагента с наполнителем...
<<...>>
... На предприятиях СНГ и за рубежом применяется введение в ковш жидких ферросплавов. Расплавление их производится в
плавильных агрегатах (в основном, в индукционных электропечах), расположенных недалеко от места их ввода в ковш. Преимущества
способа - меньшее охлаждение стали в ковше из-за снижения затрат тепла на плавление ферросплавов. Недостатки - дополнительные
тепловые затраты и угар элементов при плавлении ферросплавов, затраты на печное оборудование и ковши для заливки сплава в ковш.
При таком многообразии методов введения ферросплавов в железоуглеродистые расплавы, в настоящее время, наибольшее распространение
для введения ферросплавов в металл получили три способа:
- обработка порошковой проволокой;
- продувка порошкообразными ферросплавами;
- обработка кусковыми ферросплавами.
Обработка металла кусковыми ферросплавами. В настоящее время более 95% всех ферросплавов вводится в жидкую сталь в
кусковом виде. Простота и дешевизна этого метода ввода ферросплавов оставит его основным еще на долгие годы. В связи с этим
обстоятельством следует уделять особое внимание на разработку мероприятий по увеличению степени усвоения сталью кусковых ферросплавов...
<<...>>
... Обработка металла порошковой проволокой. Способ введения в жидкую сталь смесей и сплавов в виде порошка,
спрессованного в стальную трубчатую оболочку (порошковая проволока - ПП) получил широкое распространение в ряде
промышленно развитых стран с середины 80-х годов XX столетия. Такую проволоку «cored wire», вводят в металл, находящийся
в ковше, в промежуточном ковше, кристаллизаторе или изложнице, а также при доводке металла на установках типа «ковш-печь»
с заданными скоростью и расходом материала при помощи специальных аппаратов (трайб-аппаратов).
Такой способ ввода ограничивает тепловой поток на реагент в начале обработки, предотвращает его взаимодействие с
расплавом в верхних слоях металла, способствуя плавлению реагента в нижних горизонтах жидкого металла, что увеличивает
время контакта и позволяет более эффективно использовать элементы, имеющие низкие температуры плавления, кипения и малую
растворимость в металле. Способ находит все большее применение при внепечной обработке стали...
<<...>>
... Продувка стали порошкообразными ферросплавами. Продувка металла порошками в сталеплавильном агрегате или
ковше является логическим использованием условий оптимального массопереноса, при котором обеспечивается максимальный
контакт вдуваемых твердых реагентов с жидким расплавом, высокая скорость их взаимодействия и степень использования
вдуваемых материалов...>>
Здесь представлено несколько отрывков статьи:
Жучков В.И., Шешуков О.Ю., Лозовая Е.Ю., Маршук Л.А. Современные методы ввода модификаторов в расплавы чугуна и стали –
Сб.докладов Литейного консилиума №1 «Модифицирование как эффективный метод повышения качества чугунов и сталей» - Челябинск:
Челябинский Дом печати, 2006 - с. 52
Ознакомиться с полным текстом
статьи в формате TIF; 923 КБ >>>
Перейти к разделу "Статьи"
|
