Oțelul pentru convertorul de oxigen este dezoxidat prin metoda precipitării în cazan în momentul eliberării. Agenții de dezoxidare nu sunt introduși în convertor pentru a evita emisiile ridicate de monoxid de carbon.
Oțelurile calme sunt de obicei dezoxidate cu mangan, siliciu și aluminiu; titanul, calciul și alți agenți de dezoxidare puternici sunt utilizați suplimentar pentru anumite tipuri de oțel. Oțelul pentru fierbere este dezoxidat numai cu mangan.
În vechile ateliere care nu dispun de instalații de tratare în afara cuptorului, toți agenții de oxidare sunt introduși în cazan în momentul producției, de obicei începând cu cei mai slabi (care au o afinitate chimică mai mică față de oxigen), iar apoi sunt introduși cei mai puternici, ceea ce reduce monoxidul de carbon al acestora. Secvența de introducere în cazan a aliajelor de dezoxidare utilizate pe scară largă este următoarea: mai întâi se introduce ferromanganul sau silicomanganul, apoi ferrosiliciul și în cele din urmă aluminiul. Oțelul în fierbere este dezoxidat numai cu ferromanganez. Alimentarea cu deoxidanți începe după umplerea cu metal lichid a cazanului, la aproximativ 1/4-1/3, și se termină la umplerea cu metal la 2/3, ceea ce evită pătrunderea deoxidanților în zgură și creșterea monoxidului de carbon aferent. Cantitatea de mangan și de siliciu introdusă în metal, calculată astfel încât să asigure nu numai dezoxidarea, ci și obținerea conținutului necesar de aceste elemente în această calitate de oțel. La determinarea consumului de agenți de dezoxidare, se ține seama de faptul că, la dezoxidarea oțelului calm și la introducerea agenților de dezoxidare în cazan, pierderea lor de monoxid de carbon este: mangan 10-25%, siliciu 15-25%. La deoxidarea oțelului fiert, pierderea de monoxid de carbon de mangan este de 20-35 %. Consumul de aluminiu pentru dezoxidare, în funcție de conținutul de carbon din oțelul topit, este de 0,15-1,20 kg pe 1 t de oțel, crescând odată cu scăderea conținutului de carbon; cea mai mare parte a aluminiului introdus (60-90%) este carbonizat. În multe uzine, zgura de conversie care intră în cuvă la sfârșitul producției de metal este îngroșată cu adaosuri de var sau dolomită pentru a reduce oxidarea de către oxizi a aditivilor introduși în cuvă.
În atelierele BOF moderne echipate cu instalații de finisare a oțelului lichid în furnal, doar o parte din agenții dezoxidanți — în principal cei cu grad scăzut de oxidare, adică care nu au o afinitate foarte mare pentru oxigen (ferromangan, silicomangan și mai rar ferrosiliciu) — este introdusă în furnal în timpul eliberării metalului. Pentru a exclude pătrunderea în cazan a zgurii de convertor care conține fosfor și oxizi de fier, aceasta este tăiată la sfârșitul ieșirii, iar în cazan se încarcă materiale (zgură granulată de furnal înalt, vermiculită, amestec de var și fluorină etc.) pentru a crea un strat de zgură care protejează suprafața metalului de oxidare și răcire.
Apoi, cazanul este transportat la uzina de finisare a oțelului, unde, în procesul de purjare prin agitare cu argon, se introduc în metal ferrosiliciu, aluminiu și, dacă este necesar, alți deoxidanți puternici; pe baza rezultatelor analizei probelor prelevate în timpul tratamentului în afara cuptorului, se ajustează conținutul de siliciu și mangan din metal, ceea ce asigură obținerea garantată a compoziției specificate a oțelului. Pentru o mai bună absorbție a aluminiului, este de dorit ca acesta să fie introdus în volumul de metal cu ajutorul unei stive scufundate sau sub forma unui fir introdus în cuvă de sus, la viteză mare, cu ajutorul unui aparat cu tavă.
Tăierea zgurii cu un decalaj pentru a preveni pătrunderea acesteia în cazanul de oțel în timpul descărcării metalului se face în mai multe moduri. Cea mai simplă dintre ele — ridicarea rapidă a convertorului în momentul încheierii descărcării metalului — nu este suficient de eficientă. O altă metodă — tăierea cu ajutorul bilelor de oțel într-un înveliș refractar: la sfârșitul degajării bila este introdusă în convertor, unde plutește pe limita zgură-metal și împreună cu ultimele porțiuni de metal intră în canalul de zburătoare, blocându-l. Metode mai eficiente cu închiderea forțată a canalului de zbor sunt: poarta glisantă, fixată pe capacul canalului de zbor și deplasată prin acționare hidraulică; dispozitivul pneumatic, care este o duză din fontă, fixată cu un suport pe corpul convertorului. La momentul potrivit, duza, prin care trece aerul sub presiune, este introdusă prin rotirea suportului în canalul deflectorului din partea inferioară, iar efectul de închidere este creat de aerul comprimat.
Conținut
Aliajul oțelului
Topirea oțelurilor aliate în convertizoare cu oxigen este asociată cu dificultăți semnificative, deoarece majoritatea elementelor de aliere nu pot fi introduse în convertor din cauza posibilității oxidării lor complete sau parțiale, iar în cazul introducerii în cazan cantitatea de aditivi este limitată, deoarece sunt posibile răcirea excesivă a oțelului lichid și distribuirea neuniformă a elementelor introduse în volumul de metal lichid. Nu este dificil să se alieze numai acele elemente a căror afinitate chimică față de oxigen este mai mică decât cea a fierului și care nu sunt oxidate atunci când sunt introduse în convertor (nichel, cupru, molibden, cobalt); acestea sunt cel mai adesea introduse în convertor ca parte a încărcăturii. Alte elemente sunt aliate în cuvă prin următoarele metode.
Alierea cu feroaliaje solide.
Alierea cu feroaliaje solide. Aceasta este cea mai utilizată și cea mai simplă metodă. În fabricile în care nu există instalații de prelucrare a oțelului în afara cuptorului, toți agenții de aliere sunt introduși în căldare în timpul producției de metal. Feroaliajele cu elemente cu afinitate chimică ridicată față de oxigen, precum și cele cu vanadiu și niobiu se introduc în cazan după administrarea tuturor agenților dezoxidanți. Cromul adesea utilizat pentru aliere este uneori introdus sub formă de ferocrom, dar este mai bine să se utilizeze ferocrom exotermic, a cărui dizolvare în metalul lichid se face fără căldură, sau silicochrom, care este mai fuzibil decât ferocromul și necesită mai puțină căldură pentru dizolvare.
La determinarea consumului de feroaliaje, se ține seama de faptul că unele elemente de aliere sunt carbonizate (oxidate și vaporizate). Valoarea monoxidului de carbon al fiecărui element, care este cu atât mai mare, cu cât afinitatea elementului față de oxigen este mai mare, se determină experimental, rezumând rezultatele topirilor efectuate anterior.
Din cauza posibilei răciri a oțelului lichid și a distribuției neuniforme a elementelor, numărul de aditivi este limitat și această metodă este utilizată pentru producerea oțelurilor slab aliate cu un conținut total de elemente de aliere care nu depășește 2-3%.
În atelierele care dispun de instalații de tratare în afara cuptorului (finisare a oțelului în cuvă, tratare în vid), agenții de aliere sunt introduși în același mod ca agenții de dezoxidare, într-o succesiune determinată de afinitatea lor chimică față de oxigen. Feroaliajele care conțin elemente cu afinitate relativ scăzută față de oxigen (Cg, Mn și, mai rar, V, Si ) sunt introduse în cazan la eliberare. La descărcare, zgura de conversie este tăiată și se introduce un capac de zgură în cazan (mai multe detalii sunt descrise în secțiunea „Dezoxidare”), care protejează metalul de oxidare și răcire, după care cazanul este transferat la instalația de tratare în afara cuptorului. Aici, aluminiul și aliajele cu alte elemente care au o afinitate ridicată pentru oxigen sunt introduse în volumul de metal agitat.
Pentru a crește gradul de asimilare, se utilizează pe scară largă metoda de introducere a aluminiului în volumul metalic sub formă de sârmă cu ajutorul unui aparat cu tavă; se recomandă suflarea în metal a unui anumit număr de alte elemente într-un jet de argon (de exemplu, calciu), introducerea acestora sub formă de sârmă cu o teacă de oțel și o încărcătură de un element de aliere.
În procesul de tratare în afara cuptorului, se prelevează probe de metal, iar conținutul de elemente de aliere introduse este ajustat pe baza rezultatelor analizelor. Datorită amestecării metalului în procesul de tratare în afara cuptorului, se realizează o distribuție egală a elementelor în volumul stivei cu aditivi în cantitate de până la 3-4 %.
Nichelul și cuprul, a căror afinitate chimică față de oxigen este mai mică decât cea a fierului, nu sunt oxidate în prezența fierului lichid, astfel încât sunt introduse în timpul procesului de stivuire sub formă de deșeuri (resturi), aliaje sau metal pur.
Manganul este introdus în cazan sub formă de silicomangan sau ferromangan. Dacă oțelul conține > 1,2 % Mn, se recomandă utilizarea de feroaliaje lichide sau exoterme.
Siliciul pentru aliere se introduce în cazan sub formă de silicomangan și 65-75 % ferrosiliciu.
Se recomandă introducerea cromului în cazan sub formă de ferocrom lichid sau exotermic și silicocrom solid. Este permisă introducerea ferocromului în cazan, dar cu obligația de a face ulterior o medie a metalului prin suflare în cazan cu argon.
Vanadiu. Feroaliajele care conțin vanadiu trebuie introduse în cazan la topirea oțelului liniștit după adaosuri de mangan, siliciu și aluminiu; la topirea oțelului fiert — după adaosuri de mangan și la topirea oțelului semiliniștit — după adaosuri de mangan și siliciu.
Aluminiul se introduce în cazan sub formă de piese turnate după adăugarea de mangan și siliciu. Este permisă introducerea aluminiului sub formă de piese turnate și blocuri, cu ajutorul barelor, în timpul și după eliberare, cu purjarea ulterioară obligatorie cu argon a metalului din cazan.
Titan. Ferrotitaniul întărit se introduce în cazan după introducerea aluminiului. Este permisă introducerea deșeurilor de titan și a buretelui de titan în cazan.
Niobiu. Ferroniobiul pentru alierea oțelului liniștit se introduce în cazan după adăugarea aluminiului; pentru alierea oțelului semiliniștit — după adăugarea ferrosiliciului sau silicomanganului.
Fosfor. Pentru alierea cu fosfor, ferofosforul, fosforul ferromanganez sau ferromanganefosforul se introduc în cazan după adăugarea manganului și a siliciului.
Sulf. Sulful pentru aliere se recomandă a fi introdus în furnal în pachete simultan cu alte feroaliaje.
Azot. Pentru alierea cu azot, se utilizează mangan nitrurat, ferocrom sau ferovanadiu, care se introduc în cazan după adăugarea tuturor agenților de dezoxidare și de aliere.
Silicocalciul se introduce în cazan sub formă de pudră prin suflare cu un jet de gaz neutru. Este permisă introducerea silicocalciului în cazan în bucăți de 10-50 mm după adăugarea tuturor celorlalți agenți dezoxidanți.
Se recomandă introducerea metalelor din pământuri rare (REM) sub formă de siliciuri REM sub formă de bucăți în balastieră după adăugarea tuturor agenților dezoxidanți și de aliere, sau prin aditivare în balastieră atunci când se suflă metalul cu argon, sau sub formă de pulbere într-un curent de gaz neutru în balastieră
Alierea cu feroaliaje lichide.
Metoda constă în turnarea aditivilor de aliere, topiți în prealabil în cuptorul electric cu inducție sau cu arc, în siloz atunci când oțelul este eliberat din convertor. Metoda permite introducerea unei cantități mari de agenți de aliere în oțel, dar are un dezavantaj semnificativ — este necesar să existe o unitate de topire suplimentară în atelier, ceea ce complică organizarea muncii în atelier.
Alierea cu feroaliaje exoterme.
Feroaliajele sub formă de brichete sunt introduse în cuvă înainte ca oțelul să fie eliberat în aceasta. Pe lângă agenții de aliere zdrobiți (ferocrom, ferromangan etc.), brichetele conțin un oxidant (de exemplu, nitrat de sodiu), un agent reducător (de exemplu, pulbere de aluminiu) și lianți (smoală de cărbune etc.). Când brichetele sunt dizolvate în oțel, aluminiul este oxidat de oxigenul din nitratul de sodiu; căldura generată este utilizată pentru topirea agenților de aliere. Până la 4 % din elementele de aliere sunt introduse cu succes în oțel prin această metodă. Metoda nu este utilizată pe scară largă din cauza dificultăților de organizare a producției de brichete.
