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

Подробное изучение большого числа плавок на разных заво­

дах показало, что спокойная углеродистая сталь, выплавленная

без предварительного раскисления в печи, не хуже, а по некото­ рым показателям даже лучше стали, выплавленной с предвари­ тельным раскислением в печи.

Отмена предварительного раскисления в печи доменным фер­ росилицием дает снижение себестоимости углеродистой стали на 3—5% и повышение производительности печей на 2—3%.

Кузнецкий металлургический комбинат перешел в 1956 г. к

массовому раскислению всех углеродистых сталей, включая

рельсовые, без использования доменного ферросилиция. Новый метод раскисления позволил комбинату при производстве спо­ койных углеродистых сталей сократить продолжительность плав­

сортов. Кроме того, освободились значительные мощности в до­

менном производстве для увеличения выплавки .передельного чу­

гуна [36].

Из практики Челябинского металлургического завода, в тече­ ние нескольких лет выплавляющего спокойную сталь без предва­ рительного раскисления, следует, что продолжительность выплав­

этот метод выплавки не ухудшились [37].

В 1954 г. завод им. Петровского полностью перешел на вы­ плавку без раскисления в печи трубной стали марок сталь 10, 20, 25, 35 и углеродистых сталей Ст. 3—5, судовых, мостовых для сортового проката и листов. При этом продолжительность плавки

сократилась примерно на 5%. На основании длительной работы без раскисления металла в печи завод пришел к выводу, что этот метод технологически и экономически себя оправдывает [38].

Техническое управление Министерства черной металлургии

СССР лишь в 1956 г. приняло решение о внесении в типовую тех­

нологическую инструкцию пункта, разрешающего выплавку углеродистой спокойной стали в основных мартеновских печах без предварительного раскисления доменным ферросилицием [39].

При изготовлении в основных мартеновских печах конструк­ ционной стали, содержащей хром, феррохром обычно вводят в

предварительно раскисленную ванну. После введения феррохро­

ма производят выдержку металла в печи в течение 15—30 мин.

Отрицательные стороны такой технологии, присущие углеродис­ той стали, проявляются в этом случае еще в большей степени.

Выплавка хромсодержащей стали без предварительного рас­

кисления доменным ферросилицием не вызывает трудностей при обеспечении заданного состава металла. Сначала в кипящий ме­

стали ферросилицием и алюминием производят в ковше во время

Механические свойства стали 40Х в продольном направлении

имели высокие значения и практически не изменились при пере­

ходе на выплавку стали без предварительного раскисления. Не­ однородность механических свойств стали 12МХ в продольном и поперечном направлениях при этом несколько уменьшилась, что иллюстрируется данными табл. 12.

При переходе на выплавку этих марок стали без предвари­ тельного раскисления случаи возникновения флокенов в стали 40Х прекратились. Количество темплетов стали 12МХ с газовыми

пузырями уменьшилось в 1,5 раза. Засоренность неметаллически­ ми включениями стали 12МХ (оксидами и сульфидами) харак­ теризуется данными рис. 28, показывающими, что сталь, выплав­ ленная без предварительного раскисления, получается чище.

Следовательно, при выплавке хромсодержащей стали в ос­ новных мартеновских печах без предварительного раскисления

балл неметаллических включений

Рис. 28. Загрязненность неметаллическими включениями ста­ ли 12МХ:

/ — алюмосиликаты; 2 — оксисульфиды; пунктирная линия — раскис­ ление в печи; сплошные линии — раскисление в ковше

дистигается улучшение ее качества. При этом сокращается сум­ марный расход ферросплавов и уменьшается длительность плав­ ки на 10—15 мин., а производительность печей повышается на

2—3%. Себестоимость одной тонны стали снижается на 2— 2,5 руб.

Введение феррохрома и ферромарганца в нераскисленный ме­ талл вызывает повышенный угар хрома и марганца; одновремен­ но с этим сокращаются потери кремния. Угар элементов в зави­ симости от технологии раскисления характеризуется средними

величинами, приведенными в табл. 13 [40].

В 1953 г. Н. Н. Доброхотов предложил при выплавке углеро­ дистых и низколегированных сталей все раскислители и ферро­ сплавы вводить только в ковш в твердом виде. В этом случае ни­ каких добавок в мартеновскую печь не производится. При дости­ жении заданного содержания углерода плавку выпускают. Во время выпуска в ковш вводят приготовленные ферросплавы. Ве­ личина кусков ферромарганца и ферросилиция не должна превы­ шать 100 мм в поперечнике. При массовой выплавке стали таким методом необходимо механизировать процесс подачи ферроспла­ вов к выпускному желобу и процесс введения их в ковш во вре­

мя выпуска плавки [41]. Качество углеродистой стали, выплавлен­ ной с раскислением в печи обычным методом и с раскислением

ленной с раскислением только в ковше, не хуже, а в некоторых случаях даже лучше, чем при выплавке с раскислением в печи. Угар марганца уменьшается при этом в 1,5 раза и составляет

Рис. 29. Частотные кривые распределения неметалличе­

1 — алюмосиликаты; 2 — оксисульфиды

расход ферромарганца на 20—25%. При выплавке низкоуглеро­ дистой стали экономия ферромарганца получается еще боль­ шей. Опыт заводов, выплавляющих сталь с раскислением только в ковше, показывает, что этот метод не вызывает производствен­

ных затруднений [43]. При выплавке стали с повышенным содер­

жанием марганца в крупных печах для введения ферросплавов целесообразно применять бункера со встряхивающим механиз­ мом. Это устройство дает возможность регулировать скорость по­ дачи ферросплавов и вводить их равномерно по мере наполнения ковша жидким металлом [44]. Если сталь выпускается в два ков­ ша, то в один ковш можно вводить ферросилиций и ферромарга­

64 Раскисление стали

нец и получать спокойную сталь, а в другой — только ферромар­ ганец и получать кипящую сталь [45].

Мартеновскую сталь раскисляют в ковше алюминием, кото­

рый кусками весом не более 2—3 кг вводят под струю металла

во время выпуска плавки. Введение алюминия в металл должно быть закончено задолго до появления шлака. В противном слу­ чае, алюминий, плавающий на поверхности металла, может за­ путаться и сгореть в шлаке, не оказав раскисляющего действия на металл.

Количество алюминия, потребное для раскисления, зависит от марки выплавляемой стали. Оно определяется содержанием углерода в конечном металле и требованиями, предъявляемыми

к готовым изделиям.

Для определения количества алюминия, вводимого в ковш, целесообразно пользоваться формулами, выведенными на осно­ вании опытных данных по большому количеству плавок. Если требуется сталь с мелким аустенитным зерном и при этом гото­

вые изделия неподвергают контролю на засоренность неметал­

лическими включениями, то пользуются следующей формулой:

%А1 = 1%С] + о,О35,

где [% С] — содержание углерода в стали.

Если техническими условиями оговорено получение крупного зерна аустенита (сталь для котлов и других тепловых агрегатов),

то количество алюминия, вводимого в сталь, следует определять по формуле

% Al —■-0,006 ■. [%CJ

В последнем случае во избежание появления рыхлости и большой 'ликвации элементов необходимо принимать меры к

снижению содержания водорода в выплавляемой стали.

При расчете потребного количества металлического алюми­ ния необходимо учитывать содержание алюминия в ферроси­ лиции, ферротитане и других ферросплавах. В случае введения большого количестра алюминия в жидкой ’кремнистой стали образуется много тугоплавких продуктов раскисления (муллит, глинозем, алюминаты), которые повышают вязкость металла. При разливке такого металла создаются условия для образо­ вания плен и заворотов на поверхности слитка, раковин, рас­ слоений и пустот в серединных слоях слитка, 'что приводит к значительной отбраковке проката. Муллит (ЗА1гОз -2SiC>2) кристаллизуется в виде нитей; такие включения, находясь в жидкой стали, сцепляются между собой и образуют плаваю­ щие рыхлые прослойки. При вытекании стали из ковша эти во-