Материал: Хан Б.Х. Раскисление, дегазация и легирование стали

качество выплавляемой стали [30] Для стали с содержанием уг­ лерода около 0,2% величина S(FeO + MnO) не должна превы­ шать 22%. Для сталей с более высоким содержанием углерода величина эта должна быть еще меньше. Сумма закиси железа и закиси марганца в шлаке является химическим «пирометром» плавки. Низкое ее значение свидетельствует о хорошем нагреве

металла и о нормальном протекании мартеновского процесса. При подготовке ванны к раскислению нет необходимости по­ лучать к концу периода кипения затухающую скорость выгора­ ния углерода. Это устарелое требование основывалось на оши­ бочном представлении о протекании реакции окисления углерода в жидком металле, которое заключалось в том, что с увеличением скорости выгорания углерода якобы повышается окисленность

металла.

Во время активного кипения скорость выгорания углерода мо­ жет быть любой величины, характерной для печей данного типа и емкости [31]. Однако при проведении рудного кипения надо со­

гласовывать добавки руды с температурным режимом плавки.

В противном случае, температура металла может упасть и, хотя во время активного кипения скорость выгорания углерода будет высокой, вся плавка в целом окажется недоброкачественной.

При плавке стали в электропечах подготовка ванны к рас­ кислению заключается в удалении из металла фосфора и угле­ рода и нагреве металла до температуры, несколько превышаю­ щей температуру выпуска. После введения последней порции ру­ ды производят выдержку, в течение которой ванна продолжает некоторое время кипеть; затем окислительный шлак удаляют из печи, в случае необходимости науглероживают металл, наводят новый шлак из извести, плавикового шпата и шамотного боя и приступают к проведению восстановительного периода.

В случае применения кислорода для продувки ванны все про­

цессы протекают значительно быстрее, однако нет необходимости

в принятии каких-либо специальных мер по подготовке ванны к раскислению, так как через некоторое время после окончания продувки ванна приходит в такое же состояние, как при обычном методе ведения плавки. Таким образом, все сказанное выше спра­ ведливо и для выплавки стали с применением кислорода.

РАСКИСЛЕНИЕ СПОКОЙНОЙ МАРТЕНОВСКОЙ СТАЛИ

Спокойную сталь разливают в изложницы, уширяющиеся кверху, с утепленными прибыльными надставками. В верхней

части слитка формируется сосредоточенная усадочная раковина, вследствие чего головную часть слитка (16—18%) отрезают и

впоследствии переплавляют. Спокойная сталь может быть прос­ той углеродистой или легированной.

По старой технологии выплавки спокойной стали в основных мартеновских печах предусматривалось проведение предвари­ тельного раскисления металла в печи кремнийсодержащими ■'.плавами и окончательное его раскисление в ковше богатым ферросилицием и алюминием. Ферромарганец во всех случаях присаживали в печь до или после введения доменного ферроси­ лиция. Необходимость предварительного раскисления металла в печи обосновывали тем, что при раскислении доменным ферроси­

лицием или силикомарганцем в металле образуются продукты раскисления, всплывающие из ванны во время выдержки, и яко­ бы этим достигается удаление части растворенного кислорода из

жидкой стали. Ошибочно считали, что при последующем раскис­ лении такого металла в ковше образуется меньшее количество продуктов раскисления и сталь в целом получается чище. Дру­ гим доводом, который обычно выдвигался в пользу предвари­ тельного раскисления металла в печи доменным ферросилицием,

является остановка процесса выгорания из металла углерода и создание, тем самым, более спокойных условий работы для пла­ вильного мастера, отвечающего за соответствие химического со­

става стали заданному.

Отрицательными сторонами применения предварительного раскисления металла в печи кремнийсодержащими сплавами яв­

ляются:

а) насыщение металла водородом при выдержке спокойной ванны после введения ферросплавов;

б) восстановление фосфора из шлака в металл; в) удлинение продолжительности плавки на 10—20 мин. и

снижение вследствие этого производительности печей; г) большой расход ферросплавов из-за высокого угара эле­

ментов;

д) повышение себестоимости выплавляемой стали;

е) общее ухудшение качества выплавляемого металла. Одно время в практике заводов, выплавляющих в основных

мартеновских печах качественную легированную сталь, нашел распространение метод диффузионного раскисления металла. Согласно этому методу в конце плавки производили значитель­ ное раскисление шлака ферросилицием и молотым коксом, в пе­

чи создавалась восстановительная атмосфера, ванна выдержи­ валась в спокойном состоянии продолжительное время. Такая технология приводила к затягиванию плавки, к снижению про­ изводительности печей, к чрезмерному расходу ферросилиция, к большим затратам рабочей силы; уменьшалась стойкость футе­ ровки, усложнялось ведение плавки. Проведенные на многих за­ водах в большом производственном масштабе сравнительные

Таблица 7

Содержание неметаллических включений в готовой стали

Содержание устойчивых неметаллических включений

няется тем, что при выпуске из мартеновской печи не раскислен­ ной кремнием стали происходит ее самораскисление углеродом на желобе. Кислород, избыточный сверх равновесного с окисью углерода, находящейся под давлением одной атмосферы,

удаляется из металла в виде окиси углерода в количестве при­ мерно 0,01—0,015%. Выделение окиси углерода является резуль­ татом перехода металла из неравновесного состояния в равно­ весное вследствие большой турбулентности потока металла на желобе. Выделяющаяся окись углерода сгорает, образуя пламя

над желобом, что является хорошим признаком. Такое же при­

мерно количество кислорода удаляется из металла при раскисле­ нии стали в печи кремнием.

Если раскисление металла производится только в ковше, то качество его получается во всех отношениях лучше. Иллюстра­ цией к этому служит табл. 8, где приведены результаты разбра­ ковки рельсовой стали, выплавленной с применением различных вариантов раскисления.

В случае введения в печь одного ферромарганца уменьшает­ ся общее количество брака и повышается выход рельсов первого