Технология конструкционных материалов. Мутылина И.Н. - 26 стр.

      Рафинирование стали
      Существующие на практике технологии производства стали не гарантируют получения
металла с содержанием менее 0,002­0,004 % азота и менее 0,005 % кислорода (табл. 4). Эти
значения на порядок превышают их допустимое содержание.
                                                                              Таблица 4
           Примерное содержание газов в стали различных способов производства

   Способ производства            02, %                  N2, %               Н2, %
  Электрическая печь           0,002­0,004            0,007­0,010        0,0004­0,0006
  Мартеновская печь            0,005­0,008            0,004­0,006        0,0003­0,0007
  Кислородный конвертер        0,005­0,008            0,002­0,005        0,0001­0,0003

       Для уменьшения концентрации газов в расплавленной стали применяют методы вне­
печного рафинирования (очистки от посторонних примесей), а также рафинирующие (очища­
ющие) переплавы. Эти процессы, в результате которых уменьшается концентрация газов и
вредных примесей, позволяют повысить прочность и особенно пластичность сталей, ударную
вязкость и сопротивляемость усталости.
       Выплавленную в кислородных конвертерах, мартеновских или электрических печах
сталь подвергают вакуумированию в исходном состоянии. Ее выдерживают в ковше в течение
10­15 мин в специальных вакуумных камерах с остаточным давлением 265­665 Па. При пони­
жении давления растворимость газов в стали (азота, водорода) уменьшается, и они в виде пу­
зырьков всплывают на поверхность, частично захватывая с собой и неметаллические включе­
ния. Чем глубже вакуум, т.е. чем больше разрежена атмосфера над жидким металлом, тем
меньше остается в нем кислорода, тем чище и лучше сталь.
       Из методов внепечного рафинирования стали широкое применение получила также об­
работка жидкими синтетическими шлаками. Это наиболее простой и дешевый способ
очистки стали от примесей. При обработке синтетическим шлаком в разливочный ковш перед
выпуском стали из плавильного агрегата наливают предварительно выплавленный в электро­
печи жидкий шлак, содержащий 55 % СаО, 42 % А1 2О3, до 3 % SiO2 и MgO и не более 1 %
FeO. Затем в ковш по возможности с большей высоты мощной струей выпускают сталь. В ре­
зультате интенсивного перемешивания стали и шлака поверхность их взаимодействия увели­
чивается в сотни раз по сравнению с той, которая имеется в печи. Поэтому процессы рафини­
рования резко ускоряются, и для их протекания требуется уже не 1,5­2 часа, как обычно в
печи, а примерно столько времени, сколько уходит на выпуск плавки, т.е. 5­10 мин. Рафини­
рованная сталь отличается низким содержанием кислорода, серы и неметаллических включе­
ний, что обеспечивает ей высокую пластичность и ударную вязкость.
       Специальная электрометаллургия, которая включает различные виды рафинирующих
переплавов заготовки, полученной в обычных сталеплавильных агрегатах (чаще всего в дуго­
вых или индукционных печах) начала интенсивно развиваться примерно в середине 60­х гг.
       В результате рафинирующего переплава исходный металл эффективно очищается от
неметаллических включений и других нежелательных примесей, повышаются плотность и од­
нородность его структуры, улучшаются свойства стали. К видам рафинирующих переплавов
                                              26