Обработка металла вакуумом и кислородом

Рис.10.7. Установка вакуум-кислородного обезуглероживания(VOD-процесс):

1-шлюзовое устройство для ввода в вакуум-камере легирующих добавок; 2-смотровое стекло с ротором; 3-кислородная фурма в положении обработки; 4-водоохлаждаемый экран для защиты от выплесков;5-стационарный теплозацитный экран; 6-крышка ковша;

7-сталеразливочный ковш; 8-вакуум-камера; 9-пористый блок для продувки инертными газами; 10-шиберный затвор ковша.

Для интесификации процесса обезуглероживания вакуумные установки в ряде случаев дополняют устройствами для одно­временной продувки металла кислородом. На таких установ­ках удается в необходимых случаях получать особо высокую степень обезуглероживания. Для реакции [С] + 1/2О_2(г) = - СО_Г К = Р_со/[С]р^1/2_О2,  откуда К = Р_со/К*р^1/2_О2 т.е. равновесие реакции при вакуумировании сдвигается вправо; продувка кислородом вызывает дальнейший сдвиг равновесия и обеспечивает еще большее снижение [С]. Этот принцип по­ложен в основу так называемого вакуум - кислородного обез­углероживания (ВКО).

Рис. 10.8. Установка RH-OB:

1-промышленная телевизионная камера; 2-подключение вакуума; 3-камера RH-OB;

4-подогрев камеры;5-кисродные и аргонные сопла; 6-патрубок для подвода транспортирующего газа; 7-шлюзовое устройство для ввода в вакуум-камеру легирующих добавок;

8-лотковый дозатор в вакуумплотном кожухе;9-погружные трубки;

10-сталеразливочный ковш.

За рубежом распространено обозначение процесса VOD (Vacuum—Oxygen—Decarburisation) — вакуум, кислород, обез­углероживание (рис. 10.7). Применительно к установкам цир­куляционного вакуумирования процесс обезуглероживания ус­коряется при введении кислорода для продувки или обдувки металла непосредственно в камере циркуляции. Процесс (рис. 10.8) получил название RH-OB (RH + Oxygen - Blow).

По-иному проблема сочетания конвертера с вакуумной установкой решена при вакуумном кислородном обезуглерожи­вании в конвертере; процесс назван VODK. Заново отфутеро-ванный конвертер имеет объем 28 м³. Конвертер (рис. 10.9) оборудован вакуум-плотной крышкой, через вакуумное уплотнение которой вводится кислородная фурма. В днище конвер­тера проходит асимметрично сопло для подачи аргона с целью дополнительного перемешивания. Вакуум-провод от конвертера вмонтирован непосредственно в камеру внепечного вакуумирования. После заливки полупродукта наводят шлак (присадками извести и плавикового шпата).

Рис.10.9. Вакуумно-кислородный конвертер(VODC-процесс):

1-шлюзовое устройство для ввода в вакуум-камеру легирующих добавок; 2-подключение вакуума; 3-вакуумная фурма для замера температуры и отбора проб; 4-кислородная фурма в положении обработки;5-конвертер;6-поддерживающее и направляющее устройство кислородной фурмы; 7-тележка кислородной фурмы;8-ввод инертных газов.

Во все периоды плавки через подо­вую фурму подают аргон. Окисление углерода в этом случае протекает так же, как при вакуум-кислородной продувке. Подачу кислорода прекращают при концентрации углерода ~ 0,2 %, затем по­нижают давление до 665 Па. Кислород, необходимый для окисления углерода, посту­пает в первую очередь из шлака. Температура металла понижается на этот период при­мерно на 60 °С. В конце плавки присадкой ферросилиция осуществляется восстановление из шлака хрома и марганца, присаживается известь, плавиковый шпат и корректирующие присадки. Перед окончанием плавки шлак скачивают и металл выпускают в ковш.