Позапічна обробка сталі та чавуну

Масштаби і ефективність сталеплавильного виробництва неможливо оцінити без урахування якості сталі, що виплавляється. Сучасні етапи розвитку металургійної промисловості характеризуються перенесенням операцій безпосередньо зі сталеплавильного агрегату до допоміжного, або до спеціально обладнаного ківша, що забезпечує отримання металу високої якості, та є економічно і технічно привабливим для споживачів. Роль плавильних агрегатів при цьому зводиться до отримання рідкого напівпродукту певного складу і температури.

Проведення технологічних операцій поза плавильним агрегатом називають вторинною металургією (або ковшової металургією, позаагрегатною обробкою, позапічною обробкою, ковшовим рафінуванням тощо). Основну ціль вторинної металургії можна сформулювати як здійснення низки технологічних операцій швидше та ефективніше порівняно з вирішенням аналогічних завдань за допомогою звичайних сталеплавильних агрегатів. 

Підвищення вимог до якості сталі а чавуну сприяли створенню нових сталеплавильних процесів, що відповідають сучасному рівню розвитку техніки.  Одним з елементів таких технологій є позапічна обробка (з використанням, наприклад, порошкового дроту https://www.intech-ukraine.com/ua/business-divisions/industrial-products/poroshkovaya-provoloka/). В даний час позапічна обробка є ключовою ланкою сучасних процесів отримання сталі.

Позапічну обробку сталі почали активно застосовувати в 60-х роках минулого століття, головним чином для підвищення продуктивності дугових сталеплавильних печей і конвертерів, дозволяючи винести частину процесів рафінування з цих агрегатів у ківш.

З початком використання позапічної обробки виявилося можливим як істотно поліпшити якість сталі (механічні властивості, корозійну стійкість, електротехнічні показники тощо), так і отримати сталь із принципово новими властивостями, наприклад, сталь із наднизькими концентраціями таких елементів як вуглець, сірка, азот, водень, здатну витримувати екстремальні умови.

У сталеплавильних агрегатах таку сталь одержати практично неможливо.

В даний час методами позапічної металургії обробляють сотні мільйонів тонн сталі масового призначення, апарати для позапічної обробки є практично на всіх заводах якісної металургії.

Обробці піддають метал, виплавлений у мартенівських печах, дугових електропечах та конвертерах.

Таке швидке поширення в широких масштабах позапічної обробки пояснюється низкою причин:

1. Поширенням методу безперервного розливання сталі, який, у свою чергу, для високопродуктивної роботи апаратів вимагає точного (і стандартного) регулювання температури та хімічного складу металу, а також вимагає для розливання метал стандартно високої якості. В результаті практично вся сталь, що розливається на апаратах безперервного розливання, піддається позапічній обробці.

2. Масштаби виробництва сталей відповідального призначення безперервно збільшуються, при цьому їх важко отримати, використовуючи звичайну технологію плавки.

3. Зростаючими масштабами виробництва сталей та сплавів з особливо низьким вмістом вуглецю.

4. Підвищенням вимог до якості рядових сталей, що виплавляються в конвертерах та мартенівських печах.

Певну роль у поширенні нових методів вторинної металургії відіграє та обставина, що ці методи дозволяють докорінно змінювати структуру і тип споживаних феросплавів і розкислювачів у бік істотного зниження вимог до складу і відповідного здешевлення.

Наприклад, використання методу аргоно-кисневого продування дозволило переробляти високовуглецеві феросплави, і відмовитися від використання дорогих низьковуглецевих феросплавів.

Існуючі способи одержання сталі високої якості ґрунтуються на використанні одного або одночасно кількох технологічних прийомів:

1) обробки металу вакуумом;

2) продування металу інертними газами;

3) вдування порошкоподібних матеріалів;

4) перемішування металу зі спеціально виготовленими шлаком або лігатурою.

Сукупність усіх розроблених на сьогоднішній день методів позапічної обробки дозволяє вирішувати наступні завдання сталеплавильного виробництва:

1. Істотне підвищення чистоти металу, ефективна підготовка металевого розплаву до кристалізації за допомогою глибокого комплексного рафінування від шкідливих домішок, мікролегування і модифікування неметалевих включень, точного регулювання хімічного складу, вирівнювання температури металу та ін.

2. Підвищення продуктивності основних сталеплавильних агрегатів.

3. Більша гнучкість і мобільність в проведенні технологічних операцій.