Обезуглерожування сталі при вакуумуванні в ковші
Малюнок 18.24- Схема установки для окисного рафінування при вакуумній обробці в ковші: 1 - киснева фурма; 2 – бункер для присадок; 3 – пристрій для вимірювання температури та відбору проб; 4 - водоохолоджуваний екран; 5 – ківш; 6 – підведення аргону для перемішування; 7 – вакуумпровід до насосів; 8 – вакуумна камера; 9 – шиберний затвор; 10 – захисний екран
Для здійснення цього процесу в центрі кришки вакуумної камери вакуумщільно встановлюється рухома киснева фурма. Обов'язковою умовою ефективного знеуглерожування є примусове перемішування металу, так як за дуже низьких концентрацій вуглецю інтенсивність утворення його оксидів недостатня для вирівнювання складу та температури сталі в обсязі ковша. Перемішування здійснюється продуванням металу аргоном через встановлену в днищі ковша пористу пробку.
В процесі VOD кисень подається в метал зверху за допомогою фурми, що водоохолоджується. Одним з варіантів цієї технології є процесASV(від французькогоaffinage sous vide), в якому для продування металу киснем використовується фурма, що не охолоджується, що подається в ківш зверху.
Відомі також способи окислювального рафінування з одночасним вакуумуванням металу в ковші, в яких окислення домішок проводять за допомогою подачі в ківш твердих окислювачів і перемішування наступного металу і шлаку продуванням аргоном.
Істотним недоліком розглянутих вище технологій є необхідність у значному недоливі сталерозливних ковшів. Наприклад, за даними ВАТ «Сєвєрсталь» висота вільного борту ковша повинна становити 1200 – 1300 мм, що дозволяє обробляти плавки значно меншої маси, ніж вміщує стандартний сталерозливний ківш.
Для вирішення проблеми висоти вільного борту ковша у ВАТ «Сєвєрсталь» розроблено процес VODF(від англійськогоVacuum Oxygen Decarburization Full), в якому робочий простір вакуумної камери розділено на дві зони з різним розрідженням ( рисунок 18.25).
Малюнок 18.25– Схема процесу VODF: 1 – теплоізоляційна кришка; 2 – надставка; 3 – ущільнення; 4 - сталерозливний ківш; 5 – вставка; 6 – вакуумна камера
Для поділу робочого простору використовується надставка з футерованим патрубком, яка спирається на фланець вакуумної камери з необхідними зазорами щодо торця і борту ковша. Довжина патрубка вибирається таким чином, що при вакуумній обробці нижній торець його занурюється в шлакометалеву емульсію на певну глибину і тим самим розділяє робочий простір вакуумної камери на дві зони з різною ступінь розрідження. При цьому розрідження в зоні над надставкою буде вищим, ніж під нею. При підйомі шлакометалевої емульсії відсутність переливу металу через борт забезпечується за рахунок ефекту гідравлічного затвора, при якому підйом і кипіння емульсії шлакометалевої відбувається в основному всередині патрубка.
Опробування цієї технології у конвертерному цеху Череповецького металургійного комбінату ВАТ «Северсталь» показало, що вона дозволяє обробляти плавки масою до 375 т замість звичайних 320 – 330 т.