Закономерности удаления водорода на установке вакуумирования стали камерного типа

Выявлены основные параметры вакуумирования стали, определяющие эффективность удаления водорода на установке вакуумирования стали камерного типа, действующей в ЭСПЦ АО «Уральская Сталь»: глубина и продолжительность вакуумирования, расход аргона, температура металла, толщина слоя шлака и величина свободного борта.

Установлено количественное влияние параметров вакуумирования и получено уравнение регрессии, позволяющее прогнозировать результаты удаления водорода, а также подбирать величину параметров с целью достижения заданного содержания водорода в стали.

Определены рациональные с экономической и технологической точек зрения уровни параметров вакуумирования, обеспечивающие получение стали с содержанием водорода 2,1 ppm: температура перегрева металла 100-110 °С, длительность вакуумирования 20 минут при давлении в вакуум-камере не более 1,5 мбар, расход аргона на продувку – 0,05 м³/т.

Минимальное для изученной установки остаточное содержание водорода в стали, составляющее 1,6 ppm, обеспечивается при проведении вакуумной обработки стали с температурой перегрева 120-125 °С в течение 40 минут при давлении в вакуум-камере не более 1 мбар и расходе аргона на продувку до 0,072 м³/т.

водород, камерный вакууматор, вакуумирование стали, вакуумная камера, продолжительность вакуумной обработки, глубина вакуума, температура металла в ковше, расход аргона

1. Kudrin V.A. Teorija i tehnologija proizvodstva stali [The theory and steel production technology]. Moskow: Mir, OOO «Izdatel'stvo ACT», 2003. 528 p. (In Russ.)

2. Povolockij D.Ja., Kudrin V.A., Vishkarev A.F. Vnepechnaja obrabotka stali [Secondary Metallurgy]. Moskow: MISiS, 1995. 256 p. (In Russ.)

3. Morozov A.N., Strekalovskij M.M., Chernov G.I., Kacnel'son Ja.E. Vnepechnoe vakuumirovanie stali [tapped-metal degassing]. Moskow: Metallurgija, 1975. 288 p. (In Russ.)

4. Knjuppel' G. Raskislenie i vakuumnaja obrabotka stali. Chast' 1. Termodinamicheskie i kineticheskie zakonomernosti [Deoxidation and steel degassing. Part 1: Thermodynamic and kinetic regularities]. Moskow: Metallurgija, 1973. 312 p. (In Russ.)

5. Shapovalov A.N., Tutarova V.D., Kalitaev A.N. Sovershenstvovanie tehnologii vakuumirovanija osevyh marok stalej v uslovijah JeSPC OAO «Ural'skaja Stal'» [Improving the technology of vacuum degassing axial steels under EAF JSC "Ural Steel"]. Litejnye processy, 2003. No.12. pp. 93-103. (In Russ.)

6. Kalitaev A.N., Tutarova V.D., Shapovalov A.N., Bazhukov D.O. Problemy formirovanija kachestvennoj nepreryvnolitoj krugloj zagotovki na MNLZ [Continuous quality problems of formation round billets at CCM №1 JSC "Ural Steel"]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Chernaya metallurgiya, 2013. No.5. pp. 27-32. (In Russ.)

7. Shevchenko E.V., Shapovalov A.N. Problemy poluchenija kachestvennoj sljabovoj zagotovki na MNLZ №2 OAO «Ural'skaja Stal'» [Problems for good slab ingot in CCM №2 JSC «Ural Steel»]. Vestnik JuUrGU. Serija «Metallurgija», 2013. Vol. 13. No.1. pp. 68-73. (In Russ.)

8. Tekhnologicheskaya instruktsiya TI 13657842-СТ. ЭС-03-2014. Obrabotka stali na ustanovke vakuumirovanija [Technological instruction TI 13657842-СТ. ЭС-03-2014. Steel degassing], Novotroitsk, JSC "Ural Steel", 2014. 18 p. (In Russ.)

9. Burgman V., Davene Zh. Struktura zatrat na vakuumirovanie stali s uchetom obrabotki v agregate kovsh-pech' [The structure of the vacuum steel in the cost with processing in the ladle furnace]. Chernye metally, 2012. No.11. pp. 41-49. (In Russ.)

10. Zinchenko S.D., Filatov M.V., Efimov S.V., Dub A.V., Goshkadera S.V. Tehnologicheskie aspekty udalenija vodoroda s ispol'zovaniem ustanovki kovshevogo vakuumirovanija stali [Technological aspects of the removal of hydrogen using a ladle degassing plant]. Metallurg, 2004. No.11. pp. 41-42. (In Russ.)

11. Smirnov A.N., Safonov V.M. Vakuumirovanie stali: tehnologija, oborudovanie [Steel degassing: technology, equipment]. Jelektrometallurgija, 2008. No.11. pp. 8-14. (In Russ.)

12. Nikolaev A.O., Bigeev V.A., Nikolaev O.A., Chigasov D.K. Osobennosti vakuumirovanija trubnyh marok stali v uslovijah KKC OAO «MMK» [Features of vacuum tube steel grades in a CCC OJSC "MMK"]. Jelektrometallurgija, 2013. No.4. pp. 19-24. (In Russ.)

13. Zhitluhin E.G., Meling V.V., Dresvjankina L.E., Gudov A.G., Stepanov I.A. Osvoenie i povyshenie jeffektivnosti tehnologii vakuumirovanija stali [The development and improvement of the efficiency of steel degassing]. Stal', 2014. No.6. pp. 12-14. (In Russ.)

14. Protasov A.V., Sivak B.A., Luk'janov A.V., Nikitenko A.S., Shhjogolev N.A. Sostojanie i perspektivy razvitija kovshovogo vakuumirovanija zhidkoj stali [Condition and Prospects of vacuum ladle of molten steel]. Chernaja metallurgija, 2010. No.11(1331). pp. 38-44. (In Russ.)

15. Nebosov Ju.I., Suharev S.V., Kazakov S.V. Raschet kinetiki udalenija vodoroda v gazovuju fazu pri kovshevom vakuumirovanii [Calculation of kinetic remove hydrogen in the gas phase during ladle vacuum treatment]. Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Chernaja metallurgija, 2007. No.7. pp. 16-18. (In Russ.)

16. Morozov A.N. Vodorod i azot v stali [Hydrogen and nitrogen in steel]. Moskow: Metallurgija, 1968. 283 p. (In Russ.)

17. Karpenko G.V., Kripjatkevich R.I. Vlijanie vodoroda na svojstva stali [The effect of hydrogen on the properties of steel]. Moskow: Metallurgizdat, 1962. 197 p. (In Russ.)