Десульфурация стали с использованием синтетических шлаков, твердых и порошкообразных смесей. Влияние обработки на качество готового металла.

В тех случаях, когда основную роль в удалении примеси выполняет шлаковая фаза, скорость процесса пропорциональ­на величине межфазной поверхности шлак—металл, интенсив­ности и продолжительности перемешивания металла и шлака. На практике используют ряд технологий. Одна из них — обработка металла «синтетическим» шлаком (СШ). Для этого в специальной шлакоплавильной электропечи расплавляют шлак (основные составляющие СаО и А1₂О₃) и этим шла­ком обрабатывают сталь,  выплавленную в сталеплавильном агрегате и выпущенную в ковш (Рис. 3.40.). Падая с большой высоты в ковш, струя металла энергично перемешивается с высокоосновным, раскисленным шлаком, происходит дополнительное раскисление и десульфурация стали.

В тех случаях, когда по условиям производства нет воз­можности разместить оборудование для расплавления синте­тического шлака, используют метод обработки металла твер­дыми шлаковыми смесями (ТШС). Обычно в состав таких сме­сей входят СаО, CaF₂, алюминиевая стружка и т.п. Эффек­тивность использования ТШС, естественно, ниже, чем жидких СШ. А также в соответствии с требованиями экологии масштабы использования фторсодержащих материалов сокращаются.

 

 

 

Рис. 3.40. Схема обработки стали жидким синтетическим шлаком

 

Основное требование к составам ТШС и СШ - минимум оксидов железа (для обеспечения максимального эффекта десульфурации).

При обработке металла синтетическим шлаком такого сос­тава (высокая основность и низкая окисленность) протекают следующие процессы:

1. Десульфурация. Обычно после обработки шлаком содер­жание серы в металле снижается до 0,002-0,010%.

2. Раскисление. В соответствии с законом распределения поскольку в синтетическом шлаке содержание оксидов железа ничтожно мало, окисленность металла снижается в полтора-два раза.

3. Удаления неметаллических включений. В тех случаях, когда межфазное натяжение на границе капля синтетического шлака - неметаллическое включение меньше, чем межфазное натяжение на границе металл - неметаллическое включение, капли син­тетического шлака будут рафинировать металл, удерживая на своей поверхности неметаллические включения (капли шлака, всплывая, удаляют из расплава неметаллические включе­ния). Практика показала, что общее содержание неметаллических включений после обработки син­тетическим шлаком уменьшается примерно в два раза. При проведении операции обработки металла шлаком приходится учитывать нежелательность попадания в ковш, в котором производится обработка, вместе с металлом также и шлака из печи или из конвертера.

Продувка металла порошкообразными материалами.Продувка металла порошкообразными материалами (или вдувание в ме­талл порошкообразных материалов) проводится для обеспе­чения максимального контакта вдуваемых твердых реагентов с металлом, максимальной скорости взаимодействия реаген­тов с металлом и высокой степени использования вдуваемых реагентов. Достоинством этого метода является также то, что реагент в металл вдувается (инжектируется) струей газа-носителя, ко­торый оказывает определенное воздействие на металл. Газом-носителем может быть:

1) окислитель (например, кис­лород или воздух);

2) восстановитель (например, природный газ);

3) нейтральный газ (азот, аргон).

В качестве вдува­емых реагентов используют шлаковые смеси, а также металлы или сплавы металлов.

Метод инжекции порошков используют для ряда целей.

1. Дефосфорация металла. При использовании шлаковых смесей для удаления фосфора в металл обычно в струе кислорода инжектируют смесь, состоящую из извести, железной ру­ды и плавикового шпата.

2. Десульфурация. Для удаления серы в металл вводят (в струе аргона или азота) флюсы на основе извести и плави­кового шпата; смеси, содержащие кроме шлакообразующих также кальций или   магний; реагенты, которые вследствие высоких энергий взаимодействия и соответствующего пиро-эффекта обычными способами вводить в металл нельзя (каль­ций, магний).

3. Раскисление и легирование, в том числе для введения металлов, которые вследствие вредного действия на здо­ровье обычными методами вводить опасно (свинец, селен, теллур).

4. Ускорение шлакообразования. В конвертерных цехах вдувание порошкообразной извести используют при переделе высокофосфористых чугунов.

5. Науглероживание. Инжекция в металл порошкообразных карбонизаторов (графита, кокса и т.п.) позволяет решать различные задачи, в част­ности: корректировать содержание углерода в  металле; при недостатке или отсутствии чугуна повышать в металле со­держание углерода до пределов, необходимых для нормального ведения процесса; раскислять металл (введение в окисленный металл порошка углерода вызывает бурное разви­тие реакции обезуглероживания, содержание кислорода при этом уменьшается, а выделяющиеся пузыри СО промывают ван­ну от газов и неметаллических включений). Порошок графита или кокса можно вводить в металл непосредственно в печи, а также в ковш или на струю металла.

6. Метод инжекции в металл порошков может использоваться также для получения стали с регламентиро­ванным содержанием азота, а также для легирования крем­нием, никелем, молибденом, вольфрамом, свинцом и др.

В настоящее время для введения в глубь, металла широко используют в порошкообразном виде различные шлаковые сме­си, а также магний, барий, РЗМ; способы ввода реагентов в глубь металла разнообразны, поэтому под терминами "вдува­ние порошков", "инжекционная металлургия" понимают боль­шое число самых разнообразных технологий.

Наиболее распространенным реагентов, используемым в составе вдуваемых смесей, является кальций. Кальций ока­зывает положительное влияние как реагент, существенным образом влияющий на скорость удаления включений, посколь­ку присутствие кальция способствует переводу включений глинозема в жидкие алюминаты кальция, что, в свою оче­редь, способствует ускорению удаления включений из метал­ла. Сталь, подвергнутая обработке кальцием, характеризуется существенно более высокой обрабатываемостью, что способствует повышению производительности металлообраба­тывающих станков благодаря возможности работы на повышен­ных скоростях резания. Стали, обработанные кальцием, имеют лучшие показатели анизотропии свойств. При использова­нии введения в сталь кальция значительно улучшаются пока­затели механических свойств и снижается сегрегация в крупных слитках для поковок и др.

Процесс введения кальция в сталь характеризуется рядом особенностей: пироэффектом, малой степенью усвоения и соответственно повышенной стоимостью обработки и т.д. Учитывая это, распространение получили два приема работы:

1) добавка кальция в составе различных сплавов, смесей, соединений;

2) введение каль­ция (в виде этих смесей и соединений) не на поверхность, а в глубь металла (инжекция, Рис. 3.41).

 

Рис. 3.41. Устройства для продувки стали кальцийсодержащими реаген­тами: а — общая схема (1 — подъемно-опускающееся устройство; 2 — раз­даточный бункер; 3 — труба для продувки; 4 — крышка с огнеупор­ной футеровкой; 5 — фурма; 6 — ковш; 7 — накопитель фурм); б — фурма (1 — огнеупор; 2 — стальная трубка)

Введение материалов в виде проволоки. Такие материалы, как порошкообразный кальций, являются дорогостоящими. Практика показала, что существенная экономия кальция до­стигается при введении порошка кальция в металл в виде проволоки, состоящей из оболочки (обычно — стальной), внутри которой находится спрессованный порошок. Промыш­ленность ряда стран выпускает проволоку с порошками спла­вов бария с бором, титаном, цирконием, теллуром, селеном и другими элементами. Оптимальным вариантом введения про­волоки является вариант ввода ее через специальное отвер­стие в крышке, которой накрывают в этом случае сталеразливочный ковш. Однако получила распространение и более простая технология - введение проволоки в открытый ковш без крышки. Материалы можно вводить в металл одной прово­локой или двумя одновременно. При этом в составе одной проволоки может быть порошок силикокальция, в составе другой - алюминий. В большинстве случаев введение кальцийсодержащей проволоки осуществляется в ковшах, оборудо­ванных устройствами для продувки (и перемешивания) метал­ла снизу через пористое днище (или пористые пробки) аргоном, чтобы обеспечить необходимые условия для удаления образующихся неметаллических включений.   Проволоку полу­чают путем непрерывного введения порошкообразного силико­кальция в тонкостенную оболочку из низкоуглеродистой ста­ли, которую затем прокатывают до диаметра 5-18 мм и сма­тывают (длина проволоки 1250-3300 м) на металлические или деревянные катушки. Схема ввода проволоки в жидкий металл в сталеразливочном ковше представлена на Рис. 3.42. Широкое распространение также получила практика ввода алюминия в металл в виде проволоки.

 

Рис. 3.42. Ввод проволоки в металл

 

 

Вакуумирование жидкой стали в ковше: способы и технологии, применяемое оборудование. Влияние вакуумирования на качество готового металла. Комплексная обработка жидкой стали в ковше.

       Газы в стали. В любой стали в некоторых количествах содержатся элементы, в обычных условиях являющиеся газами (кислород, водород, азот). Газы содержатся в металлах в виде газовых пузырей, соединений (оксидов, гидридов, нитрилов) и жидких или твердых растворов, т.е. в виде атомов или ионов, распределенных между атомами и ионами жидкого металла или внедренных в кристаллическую решетку металла. Газы (даже при содержании их в сотых и тысячных долях процента) оказывают существенное влияние на свойства металла, поэтому вопросам удаления газов из металла всегда уделяют особое внимание. Растворимость газов в стали в сильной степени зависит от температуры (Рис. 3.43.).

Рис. 3.43. Изменение растворимости в стали кислорода (а), водорода (б) и азота (в)

       Водород в стали. Атмосфера почти любого сталеплавильного агрегата содержит какое-то количество водорода или паров Н₂О. Некоторое количество влаги может попасть вместе с шихтой и добавочными материалами. Из атмосферы агрегата водород переходит в металл по реакциям Н_2газ = 2[H] или Н₂О _газ = 2[H] +[O].

       Константа первой реакции может быть выражена в виде: К_Н = [H]/√Р_Н2, откуда

[H] = К_Н∙√Р_Н2. Пропорциональность содержания водорода в металле корню квадратному из давления водорода в газовой фазе называют “законом квадратного корня” (или законом Сивертса). Растворимость водорода в твердом металле для различных модификаций железа различна (Рис. 3.43, б). Скачкообразное изменение растворимости при переходе металла из одного аллотропического состояния в другое вызывает интенсивное выделение из него водорода, сплошность металла нарушается, образуются такие дефекты, например, как флокены (особой формы газовые пузыри). Оставшийся в твердом растворе водород искажает кристаллическую решетку металла, в результате чего его хрупкость возрастает, а пластичность уменьшается, качество металла ухудшается.

       Для снижения содержания водорода в металле и ослабления его вредного влияния на качество применяют следующие методы: обработка металла вакуумом; организация кипения ванны; продувка инертными газами; выдержка закристаллизовавшегося металла при повышенных температурах; добавки гидридообразующих элементов.

       Первые три из перечисленных методов основаны на «законе квадратного корня». Снижение парциального давления водорода в газовой фазе над поверхностью расплава позволяет существенно снизить остаточное содержание водорода в металле. Длительная выдержка металла при повышенных температурах дает возможность атомам водорода выделиться из твердого раствора в атмосферу за счет диффузии. Добавки редкоземельных металлов позволяют связать избыточный водород в прочные химические соединения (гидриды) и тем самым удалить его из твердого раствора.

       Принято содержание водорода в металле выражать в кубических сантиметрах на 100 г массы пробы. Обычно содержание водорода в жидкой стали в зависимости от метода работы колеблется от 4 до 10 см³ на 100 г металла. Применение способов, перечисленных выше позволяет снизить остаточное содержание водорода в стали до безопасного уровня с точки зрения флокенообразования (< 2 см³ на 100 г металла).

       Азот в стали. Азот почти всегда присутствует в атмосфере сталеплавильного агрегата. Растворение в металле азота, так же как и водорода, подчиняется закону квадратного корня N_2газ = 2[N]. На растворимость азота в металле также влияет его состав. Примеси, образующие прочные нитриды (хром, марганец, ванадий, титан, алюминий, церий и другие редкоземельные металлы), повышают растворимость азота в стали; примеси, не образующие нитридов (углерод, фосфор) или образующие непрочные нитриды (кремний), но сами вступающие с железом в химическое взаимодействие, заметно снижают растворимость азота.

       Растворимость азота в жидком и твердом железе изменяется в зависимости от температуры металла (Рис. 3.43, в). Резкое снижение растворимости азота при переходе из жидкого в твердое состояние и при фазовых превращениях приводит к получению перенасыщенного азотом твердого раствора, из которого в процессе эксплуатации по гранам зерен выделяются нитриды, повышающие твердость, увеличивающие хрупкость и снижающие пластичность («старение» металла). Особенно вредно ухудшение свойств металла, в котором много азота, при эксплуатации в условиях низких температур.

       Ниже указаны основные мероприятия, способствующие получению стали с минимальным содержанием азота:

       1) использование чистых по азоту шихтовых материалов;

       2) организация кипения ванны (удаление азота с пузырьками СО) или продувка металла инертными газами;

       З) предохранение металла от соприкосновения с азотсодержащей атмосферой в зоне очень высоких температур или искусственное охлаждение этой зоны;

       4) использование для продувки кислорода, не содержащего примесей азота;

       5) связывание азота в прочные нитриды при введении в сталь нитридообразующих элементов (например, алюминия при производстве низкоуглеродистой «нестареющей» стали);

       6) обработка металла вакуумом.

Современные способы вакуумирования. Схема обработки жидкой стали вакуумом была предложена еще Г. Бессемером. Практическое использование метода внепечного рафинирования для повышения качества металла относится к началу 50-х годов ХХ века. В настоящее время в промышленно развитых странах ус­пешно работают сотни установок внепечного вакуумирования различной конструкции. Схемы наиболее распространенных конструкций представлены на Рис. 3.44.

 

 

 

Рис. 3.44. Различные способы внепечного вакуумирования

 

Самым простым спо­собом является способ вакуумирования в ковше. Недостатком такого способа является его невысокая эф­фективность при вакуумировании относительно боль­ших масс металла (> 50 т) и неравномерность состава ме­талла в ковше после ввода раскислителей и легирующих вследствие слабого перемешивания всей массы металла. Это­го можно избежать в том случае, когда предусматривается продувка металла в ковше инертным газом или электромаг­нитное перемешивание. При продувке металла инертным газом к обычным потерям тепла при выпуске и выдержке в ковше добавляются потери тепла на нагрев газа, продуваемого че­рез металл. При электромагнитном перемешивании этот недостаток ликвидируется, однако электромагнитное переме­шивание требует более сложного и дорогостоящего оборудо­вания. В настоящее время наиболее распространены следую­щие способы обработки металла вакуумом в ковше:

1. Ковш с металлом помещают в вакуумную камеру, орга­низуют перемешивание металла инертным газом, раскислители вводят в ковш из бункера, также находящегося в вакуумной камере. Этот метод часто называют ковшевым вакуумированием (Рис. 3.45.).

 

Рис. 3.45. Установка вакуу­мирования стали в ковше: 1 — вакуум-крышка; 2 — теп­лозащитный экран; 3 — сталеразливочный ковш; 4 — вакуум-камера

 

 

2. Металл вакуумируют при переливе из ковша в ковш или из ковша в изложницу, т.е. обработке вакуумом подвергает­ся струя металла (Рис. 3.44, 1 – 3) (метод называют струйным вакуумированием или вакуумированием струи).

3. Металл под воздействием   ферростатического давления засасывается примерно на 1,48 м  (Рис. 3.46.) в вакуумную камеру, которую через определенные промежутки времени поднимают, но так, чтобы конец патрубка все время оста­вался опушенным в металл в ковше. Металл из камеры слива­ется по патрубку в ковш, затем камеру опускают и под дей­ствием разрежения в нее засасывается очередная порция металла (метод называют порционным вакуумированием). В некоторых случаях поднимают и опускают не вакуумную каме­ру, а ковш с металлом, а камера остается неподвижной.

Этот способ часто называют также способом DH — по пер­вым буквам предприятия Dortmund-Horder, ФРГ, где он был осуществлен впервые.

 

Рис. 3.46. Схема процесса порционного вакуумирования (DH-процесс)

 

4. Два патрубка вакуумной камеры погружают в металл; при вакуумировании порция металла засасывается в вакуум­ную камеру (Рис. 3.47.). В один из патрубков начинают по­давать инертный газ, в результате чего металл в этом патрубке направляется вверх, в вакуум-камеру, а по дру­гому — стекает вниз, в ковш. Происходит циркуляция метал­ла через вакуум-камеру. Способ этот называют циркуляци­онным вакуумированием (или RH-процессом - по первым буквам предприятия Ruhrstahl-Heraeus, ФРГ, где процесс был осуществлен впервые).

 

 

Рис. 3.47. Схема процесса циркуляционного вакуумирования (RH -процесс)

 

 

                                  

Заслуживает особого упоми­нания метод непрерывного (по­точного) вакуумирования при разливке, разработанный в Ли­пецком политехническом инсти­туте под руководством проф. Г.А.Соколова и внедренный на НЛМК. В основу метода положен принцип вакуумной дегазации струи и слоя металла в проточной камере, расположенной между сталеразливочным и промежуточным ковшами (Рис. 3.48.). Рафинированная сталь поступает в промежуточный ковш по металлопроводу, погруженному под уровень металла. Досто­инствами метода является одновременное решение проблем: 1) вакуумирования в потоке; 2) защиты струи от вторичного взаимодействия с атмосферой; 3) повышение эффективности вакуумирования в результате движения струи через вакуумированное пространство, при котором происходит ее раскрытие и раздробление на капли, а также увеличение поверхно­сти контакта металл— газовая фаза (вакуум).

Методы вакуум­ной обработки стали непрерывно совершенствуются, предла­гаются новые решения, позволяющие получать металл высоко­го качества с использованием более простых методов.

 

Рис. 3.48. Схема установки поточного вакуумирования:

1 — сталеразливочный ковш; 2 — вакуумная камера; 3 — промежуточный ковш; 4 — кристаллизатор

 

 

Обработка металла вакуумом и кислородом. Для интенсификации 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 окисления углерода равновесие при вакуумировании сдвигается вправо; продувка кислородом вызывает дальнейший сдвиг равновесия и обеспечивает еще большее снижение [С]. Этот принцип по­ложен в основу так называемого вакуумкислородного рафинирования (ВКР). За рубежом распространено обозначение процесса VOD (Vacuum— Oxygen— Decarburization) — вакуум, кислород, обез­углероживание (Рис. 3.49.). Применительно к установкам цир­куляционного вакуумирования процесс обезуглероживания ус­коряется при введении кислорода для продувки или обдувки металла непосредственно в камере циркуляции. Процесс (Рис. 3.50.) получил название RH— OB (RH + Oxygen — Blow: циркуляционное вакуумирование – кислород – продувка).

 

Рис.3.49. Установка вакуум-кислородного обезуглероживания (VOD-процесс): 1— шлюзовое устройство для ввода в вакуум-камеру легирующих добавок; 2 — смотровое стекло; 3 — кислородная фурма в положении обработки; 4 — водоохлаждаемый экран для защиты от выплесков; 5 — стационарный тепло­защитный экран; 6 — крышка ковша; 7 — сталеразливочный ковш; 8 — вакуум-камера; 9 — пористый блок для продувки инертными газами; 10 — шиберный затвор ковша

 

 

Рис. 3.50. Установка RH-OB:

1 — промышленная телевизионная камера; 2 — подключение вакуума; 3 — камера RH-OB; 4 — подогрев камеры; 5 — кислородные и аргонные сопла; 6 — патрубок для подвода транспортирующего газа; 7 — шлюзовое устройство для ввода в вакуум-камеру легирующих добавок; 8 — лотковый дозатор в вакуум-плотном ко­жухе; 9 — погружные патрубки; 10 — сталеразливочный ковш

 

 

По-иному проблема сочетания конвертера с вакуумной установкой решена при вакуумном кислородном обезуглерожи­вании в конвертере; процесс назван VODK. Конвертер (Рис. 3.51.) оборудован вакуум-плотной крышкой, через вакуумное уплотнение которой вводится кислородная фурма. В днище конвер­тера асимметрично устроена фурма 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). Во все периоды плавки через подо­вую фурму подают аргон. Окисление углерода в этом случае протекает так же, как и 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 за 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.

 

 

Рис. 3.51. 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

Комбинированные (комплексные) методы внепечной обработки стали. По мере совершенствования простых методов внепечной обра­ботки получают развитие комбинированные или комплексные методы. Это развитие идет по пути или комбинации несколь­ких "простых" методов, или создания новых агрегатов с комплексной обработкой стали (сокращенно АКОС), или прев­ращения "простых" методов в комплексные. Пример решения проблемы по первому пути показан на Рис. 3.52, когда необ­ходимо использовать метод вакуумирования, организуют пос­ледовательную обработку металла вначале на установке с вдуванием кальцийсодержащих материалов (раскисление и удаление серы), затем на вакуумной установке (дегазация). В случае необходимости получения низкоуглеродистых сталей (например, коррозионностойких, жаропрочных и др.) широко используют комбинирование вакуумной обработки с аргоно-кислородной продувкой и т.д.

Пример решения по второму пути — создание агрегатов, получивших название ковш-печь. Внепечная обработка проводится в ковше, футерованном основными огнеупорами и накрытым крышкой, через которую опускают электроды (Рис. 3.53.). Процесс включает в себя перемеши­вание продувкой металла аргоном в ковше, дуговой подогрев и обработку металла синтетическим шлаком в процессе его перемешивания аргоном. Процесс обеспечивает не только получение заданного химического состава и температуры металла, но и снижение количества неметаллических включе­ний в результате удаления серы и кислорода.

 

Рис. 3.52. Схема последовательной обработки стали вначале на установке с вдуванием кальцийсодержащих материалов, затем на установке циркуляционного вакуумирования

 

 

Рис. 3.53. Установка типа ковш—печь: 1 - шиберный затвор; 2 - тележка; 3 - основной шлак; 4 - смотровое окно; 5 - электроды; 6 - бункеры для хранения легирующих добавок; 7 - инертная атмосфера внутри печи; 8 - нагрев погруженной в шлак дугой; 9 - ковш; 10 - жидкая сталь; 11 — пористая пробка для подачи аргона

 

 

На Рис. 3.54 показан вариант установки типа ковш-печь, предусматривающий возможность перемешивания металла арго­ном под слоем синтетического шлака, вдувание порошко­образных реагентов и подогрев расплава одновременно.

 

Рис. 3.54. Схема установки ковш-печь типа АР (Arc-Process): 1 - ковш; 2 - крышка-свод; 3 - бункера для ферросплавов и флюсов; 4 - фурма для подачи в металл аргона или азота; 5 - электроды; 6 - подача аргона; 7 - фурма для вдувания порошка силикокальция в струе аргона; 8 - безокислитель­ная атмосфера; 9 - шлак СаО-SiO₂-А1₂О₃

 

 

В качестве примера превращения "простого" метода в комплексный можно привести пример трансформации агрегата циркуляционного вакуумирования (RH).

Первым этапом усложнения процесса явилось дополнитель­ное введение кислорода в вакуумную камеру с целью интен­сификации обезуглероживания и дополнительного подогрева металла (Рис. 3.55, а). Далее, для подогрева металла в процессе его обработки начали использовать метод подачи в вакуум-камеру алюминия (в виде проволоки или в виде гра­нул) с последующим окислением его вдуванием кислорода (при протекании реакции 4А1 + ЗО₂ = 2А1₂О₃ выделяется большое количество тепла). Дальнейшее усложнение - подача сверху из бункера непосредственно в вакуум-камеру или снизу во всасывающий патрубок (Рис. 3.55, б) шлакообразующих материалов (обычно десульфурирующих смесей на базе СаО— CaF₂).

 

Рис. 3.55. Усовершенствова­ния процесса циркуляционно­го вакуумирования: а — подача кислорода; б — подача флюсов; в — создание зоны интенсивного барботажа подачей в металл кислорода и аргона

 

На Рис. 3.55, в показана применяемая схема дополнитель­ной подачи кислорода и аргона непосредственно в камеру вакууматора. Такая схема позволяет эффективно использо­вать вводимый в камеру алюминий для подогрева собственно металла, позволяет контролировать и регулировать темпера­туру металла (меняя соотношение О₂:Ar) и образовывать в камере зоны интенсивного кипения и перемешивания металла. Это дает возможность управлять процессами окисления углерода, крем­ния, марганца, хрома. Такая технология позволяет получить сталь, содержащую не более (%): S 0,002; Р 0,015; [О] 0,002; [Н] 0,00015.

Выше были отмечены особые трудности при необходимости получения очень низких содержаний углерода. Использование способа, показанного на Рис. 3.55, в, облегчает и эту за­дачу.