Неметаллические включения в стали

Неметаллические включения в стали. Известно, что качество стали в значительной мере зависит от содержания, формы, размера и распределения в ней неметаллических включений. Внедрение в сталеплавильную практику эффективных технологических приемов десульфурации обеспечивает получение стали с содержанием серы на уровне 0,003 %, что в значительной степени понижает отрицательное влияние сульфидных неметаллических включений на свойства металла. Вместе с тем, как последствие глубокой десульфации, существенно повышается влияние кислорода, который связан в оксидные и оксисульфидные неметаллические включения, на качественные показатели металла.

Довольно часто эксплуатационные свойства стали определяются степенью различия физических свойств неметаллических включений (твердость, прочность, коэффициент термического расширения) с металлической матрицей. Существенное значение имеет и то, что сталь представляет собой гетерогенный материал, компоненты которого в форме оксидов, сульфидов, нитридов и т.п. входят в состав сложных, а часто и многофазных неметаллических включений. Неметаллические включения по деформируемости делят на три класса: недеформируемые глобули (например, SiO₂); недеформируемые оксиды, дробящиеся в строчки (корунд А1₂О₃), алюминаты кальция СаО-Al₂O₃; шпинели МnО-Аl₂О₃; пластичные сульфиды и силикаты.

Силикаты (SiO₂*CaO, SiO₂*FeO, SiO₂*MnO) при низких температурах хрупкие, при высоких - пластичные. Температура их размягчения зависит от состава: снижается с ростом содержания в них марганца и растет - с увеличением концентрации желе-за или кальция. Интервал температур, в котором меняется их деформируемость, лежит в области горячей прокатки. Поэтому от незначительных на первый взгляд особенностей ведения плавки и раскисления зависит, будут ли деформироваться силикаты при прокатке данной плавки или нет.

Наиболее опасными с точки зрения разрушения металла являются твердые и остроугольные включения зерен корунда. Опасны также крупные включения: строчки алюминатов и алюмосиликаты размером от 100 до 300 мкм. От возникновения строчек алюминатов можно защититься вакуумным раскислением или заменой раскислителя.

В последние годы в металлургии все чаще применяют различные микролегулирующие элементы и их комбинации - в том числе щелочноземельные (кальций, барий, стронций), редкоземельные (иттрий, неодим, празеодим) и ряд нитридообразующих элементов (ванадий, титан, цирконий и др.). Данные элементы применяются с целью понижения растворимости вредных примесей (кислорода, серы, азота и т.д.) в готовой стали, а также совершенствования природы неметаллических включений.

В настоящее время для раскисления стали наиболее широко используют алюминий. При высоких остаточных концентрациях алюминия химический состав оксидных включений в стали приближается к чистому глинозему, что часто является нежелательным как с точки зрения технологических, так и потребительских свойств металла. Поэтому во время внепечной обработки, как правило, проводят технологические мероприятия, направленные на изменение природы неметаллических включений.

В настоящее время для модифицирования неметаллических включений в раскисленной алюминием стали чаще других приме-няется обработка расплава кальцием. Кальций растворяется в обрабатываемом металле и, обладая высокой химической активностью по отношению к кислороду, частично замещает алюминий в составе оксидных включений. При достаточно высокой концентрации растворенного кальция оксидные неметаллические включения в стали представлены, главным образом, алюминатами кальция различного состава.

Считается оптимальным, если в результате модифицирова-ния оксидные неметаллические включения в стали представлены богатыми оксидом кальция алюминатами состава CaO*2Al₂O₃*CaO*Al₂O₃ или фазами с более высоким содержанием оксида кальция. Температура плавления этих соединений ниже температуры внепечной обработки стали и разливки, поэтому в расплаве алюминаты кальция указанного состава находятся в жидком состоянии и имеют форму близкую к глобулярной. В затвердевшей стали благоприятная форма неметаллических включений сохраняется. Кроме того, при горячей пластической деформации металла включения такого состава в минимальной степени склонны к изменению формы и размеров, что положительно отражается на механических и эксплуатационных показателях.

Весьма перспективным для снижения количества оксидов в стали представляется её вакуумирование в нераскисленном состоянии, чтобы использовать реакцию окисления углерода для снижения содержания водорода, азота и кислорода. Широко известно, что сталь, раскисленная углеродом под вакуумом, меньше загрязнена оксидными включениями, чем сталь, которая до вакуумной обработки была раскислена кремнием. В этой же стали меньше выражены микро- и макроликвационные процессы.

Действительно, меньшей загрязненности стали оксидными включениями при ее раскислении углеродом под вакуумом благоприятствует то, что удаление кислорода за счет взаимодействия с углеродом позволяет избежать образования некоторого количества включений при последующем раскислении ферросплавами. Поэтому при вводе кремния в сталь после вакуумуглеродного раскисления первичные эндогенные включения, как правило, не образуются. Такой способ обработки позволяет производить сталь, свободную от крупных оксидных включений и их локальных скоплений.

Сталь, раскисленная углеродом под вакуумом, обладает более высокими механическими свойствами при их меньшем разбросе на продольных и поперечных образцах. Установлено также, что в стали, раскисленной углеродом под вакуумом, сульфиды имеют благоприятное строение.

Таким образом, развитие технологии разливки стали на МНЛЗ обусловило повышение требований к качеству стали. Процессы рафинирования стали в ковше, разработанные за последние десятилетия, дополнили сталеплавильное производство новыми возможностями и расширили диапазон марочного состава стали, который можно получать в условиях мини-заводов. Как правило, наилучшие результаты достигают в случае применения агрегатов для комплексной внепечной обработки стали типа «ковш-печь», в которых помимо процессов рафинирования стали обеспечивается ее доводка по химическому составу и температуре.

26.Кристаллизация стали и сопутствующие ей явления.

Характеристика процесса кристаллизации

Процессы затвердевания и кристаллизации расплавов и растворов являются предметами пристального внимания исследователей уже много десятилетий. Это обусловлено тем, что здесь формируется качество будущих изделий и уровень физико-механических свойств и эксплуатационных характеристик. Эти процессы являются основой металлургических и химических технологий.

Процессы усложняются, когда происходит затвердевание и кристаллизация в больших объемах, что характерно для металлургии и литейного производства.

Обобщая многочисленные теоретические исследования можно представить процесс кристаллизации, состоящий из ряда этапов. К ним относится образование пересыщенного раствора или переохлажденного расплава, появление зародышей, рост кристаллов и перекристаллизация. Следует отметить, что очередность отдельных этапов во времени может быть разной. Они либо следуют один за другим, либо протекают почти одновременно, совмещаясь друг с другом.

В целом кинетика кристаллизации может быть охарактеризована следующими основными параметрами: степенью пересыщения или переохлаждения, скоростью зародышеобразования и скоростью роста кристаллов. Кроме того, при описании процесса кристаллизации следует учитывать инкубационный период, время половины превращения, максимальную скорость кристаллизации, порядок процесса и т. д. Не задаваясь целью осветить сразу все относящиеся к кристаллизации термины и понятия, остановимся, прежде всего, на тех, которые необходимы для общего представления и понимания сути данного процесса.

Пересыщение или переохлаждение являются движущей силой процесса кристаллизации.Пересыщенными растворами называются растворы, концентрация которых превышает равновесную концентрацию (растворимость). Переохлажденными расплавами называют расплавы, имеющие температуру ниже температуры плавления. Отсюда следуют и представления о степени пересыщения или переохлаждения.

Для характеристики степени пересыщения используются три величины: абсолютное пересыщение с, относительное пересыщение и коэффициент пересыщения s. Они соответственно равны:

где с – концентрация, c_eq – равновесная концентрация. Степень переохлаждения обычно оценивается одной величиной – абсолютным переохлаждением

Ход кристаллизации графически изображается зависимостью «концентрация – время». Под скоростью кристаллизации понимают либо изменение концентрации раствора (расплава), отнесенное к единице времени m= c/ t, либо количество кристаллической фазы, образовавшейся в единицу времени в единице объема m= m/( t• V). Скоростью образования зародышей называют число центров кристаллизации, образующихся в единицу времени N= N/ t. Скорость роста каждого кристалла в отдельности описывается совокупностью линейных скоростей роста отдельных его граней. Под линейной скоростью роста понимается перемещение грани параллельно самой себе, происходящее за единицу времени:

Скорость кристаллизации в системе определяется скоростями зародышеобразования и роста отдельных кристаллов. Естественно, все, что оказывает влияние на зародышеобразование и линейные скорости роста, отражается и на кинетике процесса кристаллизации в целом.

Кристаллизация может проходить в кинетической, диффузионно-кинетической или диффузионной областях. В первой из них скорость процесса определяется реакцией взаимодействия простейших частиц (ионов или молекул) с поверхностью кристаллов, т. е. непосредственно актом перехода вещества из жидкой фазы в твердую. Во второй – скорости взаимодействия на границе раздела фаз и диффузии примерно равны и обе влияют на скорость фазового превращения. Наконец, в третьем случае скорость кристаллизации определяется скоростью диффузии.

Ход фазового превращения существенно зависит от того, в какой области существования пересыщенных растворов оно начинается. Дело в том, что раствор может находиться, по крайней мере, в трех состояниях: в стабильном, метастабильном и лабильном. Стабильное состояние и соответствующая ему область (рис. 1.1.) отвечают концентрациям, равным равновесной или меньшим, чем равновесная. Метастабильное состояние в свою очередь делится на две зоны. Первая лежит между равновесной концентрацией и концентрацией, ниже которой гомогенное зародышеобразование практически невозможно (кривая 1). Вторая зона располагается между кривыми 2 и 1 и отвечает концентрациям, при которых спонтанное образование зародышей возможно, но происходит не сразу, а через некоторый промежуток времени.

Рис. 1.1. Диаграмма состояний раствора: S – стабильная область; M₁, и M₂ – первая и вторая метастабильные области; L – лабильная область; O - кривая растворимости; 1,2 – кривые, отвечающие первой и второй границам метастабильности.

Наконец, лабильное состояние раствора характеризуется тем, что кристаллизация при нем наступает сразу. Ему отвечают концентрации, превышающие с, относящиеся к кривой 2. В зависимости от того, при каких пересыщениях начинается и проходит кристаллизация, наблюдаются те или иные свойственные ей явления. Например, для лабильной области характерно гомогенное зародышеобразование, появление дендритов. В метастабильной области, особенно в первой ее части, при очень низких пересыщениях, кристаллизация возможна только при введении затравки. Наблюдается в основном вторичное зародышеобразование.

Кристаллизация в промышленных условиях, как правило, протекает в многокомпонентных системах хотя бы потому, что любое сырье содержит те или иные примеси. Как следствие этого часть примесей переходит в твердую фазу вместе с основным продуктом. В образовавшемся осадке примеси могут находиться в виде самостоятельной твердой фазы или внедряться тем или иным способом в кристаллы вещества. Механизм захвата и содержание сокристаллизующейся примеси зависит от хода кристаллизации.

Необходимо отметить, что гранулометрический состав и чистота продукта не только являются следствием процесса кристаллизации, но в свою очередь позволяют судить о кинетике кристаллизации. Это говорит о необходимости комплексного изучения процесса кристаллизации.

27.Типы машин непрерывного литья заготовок

Основные типы МНЛЗ

Конструкционное оформление МНЛЗ непрерывно развивается в течение всего периода их применения в промышленности. Основные конструктивные и технологические решения обычно направлены повышение производительности МНЛЗ, ее компактности, обеспечение высокого качества заготовки, снижение трудоемкости процесса, уменьшение энергозатрат и повышение обеспеченности автоматическими системами управления. Основными вопросами при этом являются рациональная конфигурация, расположение и протяженность главной технологической оси, профиль поперечного сечения заготовки, совмещение дискретного характера подачи стали от плавильного агрегата с непрерывной работой МНЛЗ и т.п.

Первоначально (50-е и 60-е годы прошлого столетия) МНЛЗ имели вертикальную архитектуру (вертикальная мнлз), включая участок порезки заготовки на мерные длины. Преимущества таких МНЛЗ заключаются в том, что все процессы формирования заготовки происходят в вертикальной плоскости (так же как и у слитка). Это обеспечивает получение высокого качества внутренней структуры заготовки и упрощает конструкцию машины в целом.

Рисунок 1 - Основные типы вертикальных МНЛЗ

Между тем вертикальные МНЛЗ имеют достаточно серьезные ограничения по скорости разливки (а, следовательно, производительности), поскольку ее повышение предполагает увеличение технологической длины машины и существенное удорожание оборудования. Однако развитие кислородно-конвертерного процесса, бурно происходившее именно в 60-е и 70-е годы прошлого века, обусловило существенное увеличение удельной производительности конвертеров как за счет уменьшения цикла плавки, так и за счет повышения ее массы. Поэтому развитие конструкции МНЛЗ в этот период характеризуется стремлением повысить их производительность за счет увеличения скорости разливки и количества ручьев. Поэтому более поздние конструкции вертикальных МНЛЗ предусматривали загиб заготовки после ее затвердевания и порезку заготовки при ее расположении в горизонтальной плоскости. Загиб заготовки при этом осуществлялся как по одноточечной, так и по многоточечной схемам. Существенным преимуществом таких машин является улучшение условий выдачи заготовки на холодильник.

В настоящее время вертикальные МНЛЗ используются довольно редко и в основном для получения высококачественного блюма и сляба.

В 70-е и 80-е годы прошлого столетия наибольшее распространение при разливке стали получили МНЛЗ радиального типа.

Конструктивной особенностью таких машин является наличие кристаллизатора определенного радиуса (соответствует базовому радиусу МНЛЗ R_o), что обеспечивает получение радиальной технологической линии. После затвердевания заготовки осуществляется ее разгиб в горизонтальной плоскости. Следовательно, выдача готовой заготовки на холодильник осуществляется в горизонтальной плоскости.

Рисунок 2 - Схема МНЛЗ радиального типа (R_o – базовый радиус МНЛЗ)

Преимущества радиальных МНЛЗ перед вертикальными следующие: меньшая высота машины, высокая скорость разливки, что увеличивает производительность, горизонтальная выдача заготовки на холодильник и пр. Недостатки таких МНЛЗ относятся, главным образом к качеству заготовки, которое, как правило, несколько ниже, чем у вертикальнолитой, что объясняется всплытием неметаллических включений в кристаллизатор к стенке большего радиуса и возможным появлением внутренних трещин, возникающих при разгибе заготовки. Последнее устраняется путем применения системы многоточечного разгиба. В настоящее время радиальные МНЛЗ используются преимущественно для получения сортовой и блюмовой заготовки.

Развитием концепции высокопроизводительных МНЛЗ следует считать так называемые криволинейные МНЛЗ, отличительной особенностью которых является наличие вертикально расположенного кристаллизатора и вертикального участка под ним длиной 1,5-2,5 м (рис.3).

Далее заготовка загибается до определенного (базового) радиуса. Это позволяет обеспечить благоприятные условия для формирования заготовки в на-чальный период затвердевания, в том числе для всплытия неметаллических включений.

Рисунок 3 - Сравнение условий формирования заготовки в вертикальном (слева) и радиальном кристаллизаторе

Загиб затвердевающей заготовки осуществляется в 5-8 и более точках, что предотвращает возможность образования трещин и прорывов металла в твердой корочке. Последующие участки криволинейной МНЛЗ в целом аналогичны дизайну радиальных МНЛЗ. Основные преимущества крисволинейных МНЛЗ находятся в плоскости повышения качества заготовки (в первую очередь, поверхностных и подповерхностных слоев) и увеличения компактности машины. Между тем определенным недостатком таких МНЛЗ является повышение требований к точности настройки роликов ЗВО и технологической линии в целом. Наиболее важными функциональными моментами при этом являются зона загиба и разгиба заготовки, где жестко регламентируется величина деформации твердой корочки. Наибольшее применение криволинейные машины получили при разливке слябовой заготовки.

В последнее десятилетие все большее распространение получают криволинейные МНЛЗ для отливки тонких слябов (около 40-60 мм и менее). Отличительной особенностью таких МНЛЗ является принципиально новая конфигурация внутренней полости кристаллизатора, имеющая т.н. «чечевицеобразную форму». Среди преимуществ тонкослябовых МНЛЗ можно назвать возможность получения слябов шириной свыше 3000 мм и уменьшение потерь энергии и металла в ходе последующего прокатного передела, который совмещается с разливкой в едином агрегате, называемом литейно-прокатный модуль (ЛПМ).

Рисунок 4 - Схема МНЛЗ криволинейного типа (L₁ – участок разгиба заготовки; L₂ – участок загиба заготовки; R_o – базовый радиус МНЛЗ)

На рубеже тысячелетий в сталелитейной практике появились первые промышленные МНЛЗ для прямого получения листа, в которых удается исключить из технологической схемы цикл горячей прокатки заготовки. В агрегатах прямой отливки тонкого листа кристаллизатор состоит из двух валков, расположенных непосредственно под промковшом и вращающихся в противоположных направлениях.

Рисунок 5 - Схема МНЛЗ для прямой отливки листа

Жидкая сталь при разливке поступает в пространство между валками и при контакте с поверхностью валков кристаллизуется, образуя корочки, которые двигаются вместе с поверхностью и выходят из валков в форме листа, толщина которого определяется расстоянием между валками, а ширина – боковыми стенками кристаллизатора. Для отвода выделяющегося тепла валки, изготовленные, как правило, из сплава меди с хромом, охлаждаются водой. В качестве покрытия валков используют различные материалы на основе никеля, хрома или керамики. Технологическая схема получения тонкого листа с применением двухвалковых МНЛЗ имеет огромный потенциал в части экономии энергетических ресурсов (в 8-10 раз), снижения потерь с окалиной (в 40-50 раз), повышения производительности работы персонала (5-10 раз), снижения выбросов парникового газа (в 10-20 раз) при существенном снижении затрат на капитальное строительство, что обеспечивает экономическую мотивацию в части его дальнейшего развития и совершенствования.

В металлургической практике известны также МНЛЗ, технологическая линия которых расположена горизонтально. Горизонтальные МНЛЗ представляются весьма перспективными в части снижения затрат на строительство машины. Они компактны и их удобно размещать в действующих цехах. При этом нет необходимости увеличивать высоту здания или формировать глубокий колодец. Обслуживание такой машины, ремонт и замена основных узлов весьма удобны и просты. Между тем отсутствие деформации заготовки в процессе затвердевания даёт возможность лить горизонтальным способом хрупкие и трещиночувствительные стали и сплавы, которые не выдерживают деформации в процессе литья.

Рисунок 6 - Схема горизонтальной МНЛЗ

Однако достаточно очевидным представляется и тот факт, что качество заготовки при этом будет значительно ниже, вследствие того, что неметаллические включения и пузырьки газа будут всплывать к верхней грани. Такая физическая неоднородность существенно снижает кондиции продукции из заготовки. Кроме того, до настоящего времени на практике не решены полностью вопросы успешного совмещения работы металлоприемника и кристаллизатора (для условий разливки стали). Поэтому в черной металлургии такие МНЛЗ практически не используются.

Широкое распространение горизонтальные МНЛЗ получили при разливке цветных металлов и сплавов.

28.Общая характеристика кислородно-конвертерного процесса с донной подачей дутья

Кислородно-конвертерный процесс с донной продувкой

Одновременно с совершенствованием кислородно-кон­вертерного процесса с верхней продувкой продолжались исследования с целью организации продувки металла снизу. Организация перемешивания ванны, теплообмен в ванне, условия усвоения добавочных материалов при донной продувке значительно лучше. При продувке сни­зу не требуется большая высота конвертерного пролета цеха (отсутствует фурма для подачи кислорода сверху). Конвертеры с донным кислородным дутьем можно ис­пользовать для замены томасовского и мартеновского процессов без коренной реконструкции здания цеха.

В середине 60-х годов опытами канадских инженеров Г. Саварда и Р. Ли по вдуванию струи кислорода, окру­женной слоем углеводородов, была показана возмож­ность продувки через днище без разрушения огнеупоров.

В 1968 г. этот метод был внедрен на томасовских кон­вертерах в ФРГ. Процесс получил название процесса ОБМ. В настоящее время применяют также ряд разно­видностей этого процесса, разработанных в других стра­нах: процесс Ку-БОП (США), ЛВС (Франция), KEK (ГДР) и др. В процессах ЛВС и KEK в качестве защиты и охладителя струи кислорода применяется жидкое топ­ливо. Ку-БОП процесс впервые был применен для пере­работки низкофосфористых чугунов и получил промыш­ленное развитие. Была разработана система ввода в струю кислорода молотой извести в регулируемых коли­чествах.

В настоящее время в мире работают несколько десят­ков конвертеров с донной продувкой садкой до 250 т. Каждая десятая тонна конвертерной стали, выплавлен­ной в мире, приходится на этот процесс.

Конструкция конвертера

Основное отличие конвертеров с донной продувкой от конвертеров с верхним дутьем заключается в том, что они имеют меньший удельный объем (0,5—0,9 м3/т) и ос­нащены отъемным днищем.

В днище устанавливают от 7 до 22 фурм в зависимо­сти от емкости конвертера. Размещение фурм в днище может быть различным. Обычно их располагают в одной половине днища так, чтобы при наклоне конвертера они были выше уровня жидкого металла. Перед установкой конвертера в вертикальное положение через фурмы пу­скается дутье.

Фурма состоит из двух труб (рис. 58): внутренней для подачи кислорода и наружной, образующей кольце­вой зазор вокруг внутренней, для введения углеводородсо — держащего газа (ОБМ и Ky — БОП процессы) или жидкого топлива (процессы ЛВС и КЕК).

Размер сопел зависит от многих факторов и определя­ется на основе моделирования. Для обеспечения защитной роли кольцевого газа или жид­кого топлива щель между внутренней и внешней труба­ми должна составлять 0,5— 2,5 мм.

Защитное действие углево- дородсодержащего газа или топлива заключается в том, что под влиянием высоких темпе­ратур углеводороды разлага­ются по реакции CxHy-^xCjr ArIjjIH2, которая идет с по­глощением тепла. Этого доста­точно для компенсации избы­точного тепла, выделяющегося при взаимодействии чис­того кислорода с жидким металлом. Таким образом предотвращается быстрое разрушение фурм и частей днища, прилегающих к фурмам.

Интенсивность подачи кислорода находится в преде­лах 4^—7 м3/(т-мин). Расход природного газа составляет 6—7 % от расхода кислорода, расход пропана ~3,5 %.

Футеровка рабочего слоя конвертера — смолодоломи — товая. Днища обычно делают смолодоломитовыми, на­бивными. Стойкость футеровки конвертеров находится’ в пределах 400—600 плавок; стойкость днищ 300—400 пла­вок при защите газом и 500—600 плавок с использова­нием жидкого топлива.

Технология плавки

Рис. 58. Схема устройства фур­мы для донной продувки кисло­родом в конвертере:

1 — природный газ (или другая защитная среда); 2 — кислород

В условиях донной продувки изменяются условия пе­ремешивания ванны, на порядок увеличивается поверх­ность металл — газ. Это оказывает благоприятное влия­ние на условия зарождения и выделения пузырьков СО. Таким образом, скорость обезуглероживания при донной продувке выше по сравнению с верхней. Получение ме­талла с содержанием углерода менее 0,05 % не представ­ляет затруднений.

Благоприятные условия протекания реакции обезуг­лероживания обеспечивают по ходу плавки при донной

Рис. 59. Зависимость окислеиности шлака (содержания FeO) при верхней (?) и донной (2) продувке от продолжительности продувки тдр верхней (/) и донной (2) продувке

Pне. 60. Изменение состава металла при донной продувке

Продувке меньшую окисленность металла и шлака (рис. 59) . Поэтому содержание марганца по ходу плавки не­сколько выше, чем при верхней продувке, и практически не меняется, оставаясь на уровне 0,25—0,5 %. Лишь в конце продувки, когда содержание углерода становится очень низким и повышается окисленность шлака, содер­жание марганца падает до значений ниже 0,2 % (рис. 60) .

По причине низкой окислеиности шлака (менее 5 % FeO) на протяжении почти всей продувки условия для удаления фосфора не благоприятны. Лишь в конце продувки при содержании углерода порядка 0,05 % окис­ление шлака усиливается (содержание FeO в шлаке до­стигает 15—18%) и фосфор начинает интенсивно пере­ходить в шлак. В связи с этим для получения стали с низ­ким содержанием фосфора необходимо окислять углерод до низких значений; при выплавке средне — и высокоугле­родистых сталей требуется науглероживание металла после продувки. Применением тонкоизмельченной извес­ти в струе кислорода можно добиться удаления фосфора с начала продувки одновременно с окислением углерода и кремния. Введение порошкообразной извести способст­вует формированию уже на первых минутах продувки активного основного шлака, что позволяет получить 0,02—0,03 % P при переделе низкофосфористых чугунов (<0,2 % P)- Получение низких содержаний фосфора при переделе высокофосфористых чугунов возможно лишь при условии скачивания шлака.

Условия удаления серы при донной продувке более благоприятны, чем при верхней продувке. Это опять-та­ки связано с меньшей окисленностью шлака и увеличе­нием поверхности контакта газ — металл. Последнее обстоятельство способствует удалению части серы в га­зовую фазу в виде SO2.

Условия, определяющие содержание газов в металле при продувке снизу, отличаются от условий верхней про­дувки. С одной стороны, вследствие снижения температу­ры реакционной зоны и уменьшения подсоса атмосфер­ного воздуха при дутье снизу содержание азота в стали ниже (0,003—0,005 %)• С другой стороны — в результате разложения углеводородов содержание водорода в конце продувки может достигать недопустимо высоких (до 9 см3/100 г) значений. Для получения нормального зна­чения содержаний водорода в стали (2—3 см3/100 г) в конце плавки продувку ванны ведут аргоном, азотом или воздухом. Длительность продувки независимо от емкости конвертера составляет 10—12 мин. Расход кислорода при переделе высокофосфористых чугунов (ОБМ, JlBC процессы) составляет 60—63 м3 на 1 т стали; при пере­деле низкофосфористых чугунов (Ку-БОП процесс) это значение находится в пределах 48—55 м3/т.

Ряд преимуществ процесса с донной продувкой в по­вышении выхода годного на 1—2%, сокращении дли­тельности продувки, ускорении плавления лома, меньшей высоте здания цеха и т. д., позволяет успешно заменять этим процессом томасовские конвертеры. Вопрос целесо­образности замены процесса с верхней продувкой на донную пока остается открытым.

Прежде всего процессы донной продувки представля­ют существенный интерес для возможной замены мар­теновских печей без коренной реконструкции зданий мар­теновских цехов.

29.Явление ликвации и его влияние на характеристики качества стального слитка