Recent, în scopul degazării metalului și curățării acestuia din incluziuni nemetalice, a devenit din ce în ce mai comună tratarea oțelului lichid cu un vid în exteriorul cuptorului.
Nu există un consens între metalurgi cu privire la eficacitatea diferitelor metode de evacuare a oțelului.
Degazarea metalului în timpul evacuării prin vid în colector poate fi efectuată în două moduri:
a) prin difuzie datorită diferenței de presiune parțială a gazelor în metal și în faza gazoasă asupra metalului;
b) în timpul fierberii metalului datorită diferenței de presiune totală a gazelor din metalul Pobsch și a presiunii externe a lui Rwieshi asupra metalului.
Calculele arată că degazarea oțelului topit, datorită difuziei datorită valorilor scăzute în coeficienții de difuzie a gazului de metal timp scurt și cu vid nu poate obține o dezvoltare semnificativă și nici un efect semnificativ asupra gradului de degazare la limitele de suprafață joasă din metal - gaz. Degazarea oțelului este reușită atunci când se fierbe din cauza eliberării bulelor de gaz.
Pentru formarea bulelor de gaz și fierberea metalului, este necesar ca presiunea totală a gazelor să fie mai mare decât presiunea externă
unde P este presiunea de hidrogen, azot, monoxid de carbon și vapori de metal; [H], [N], [C] și [O] - concentrația de hidrogen, azot, carbon și oxigen în metal; KH, KN - constantele de solubilitate ale hidrogenului și azotului, în funcție de compoziția chimică și de temperatura oțelului; Kc este constanta de echilibru a reacției de oxidare a carbonului.
Presiune Calculată totală a gazului în oțelul lichid dezoxidat (transformator și 38HMYUA ShKh15) cu conținuturi diferite de gaze sunt date în tabelul. 1.
Din datele furnizate, se poate observa că la concentrațiile generale de gaze din oțel lichid presiunea totală este mică. Chiar și la maximum a conținutului [N] = 11 ml / 100 g, [N] = 0,011%, [O] = 0,007% Ptot - realizat: un oțel transformator - 0,297, 38HMYUA - 0.2464 -0.31 atm și ShKh15 .
Presiunea externă a Rövsi la adâncimea H0 poate fi exprimată prin ecuație
unde Creșterea este presiunea reziduală în camera de vid, kg / cm2; Hm este grosimea stratului de zgură deasupra metalului din ladă, cm; - greutatea specifică a zgurii, egală cu 0,003 kg / cm2; H0 - înălțimea stratului de metal fierbinte în ladă, cm; M - greutatea specifică a metalului, egală cu 0,007 kg / cm3; a este tensiunea superficială la interfața gaz-metal, dyne / cm; r - raza unei bule generate (atunci când un balon la interfața garnitură polonicul, dopul - metalul lichid, poate fi luat ca 0,05 cm).
Dacă grosimea predeterminată a stratului de zgură, amplitudinea tensiunii superficiale și raza bulei generate de gaz, atunci conținutul diferitelor gaze din oțel și pentru diferite POCT poate determina adâncimea maximă a stratului metalic fluidizat printr-un tratament sub vid. ladă de ecuație
Rezultatele calculelor pentru evacuarea în oale de diferite grade de oțel sunt prezentate în tabelul. 2.
unde [Гi] - conținutul inițial și de echilibru al hidrogenului și azotului în metal (înainte și după evacuarea jetului);
Kgi este constanta de solubilitate a hidrogenului și a azotului din oțel.
Din această ecuație rezultă că gradul de degazare ar trebui să crească odată cu scăderea Creștere și cu o creștere a cerșitului. Cu un conținut inițial scăzut de gaze și un Poct ridicat, nu va mai exista nici o îndepărtare a gazelor din metal, ci mai degrabă o absorbție, adesea observată în practică.
În Fig. 2a prezintă dependența conținutului de hidrogen după evacuarea jetului de la rădăcina pătrată a presiunii reziduale. Din figuri rezultă că majoritatea punctelor se află în apropierea liniei de echilibru A, calculată din ecuație
Din fig. 2 b și 2a arată că gradul de creștere degazare cu creșterea conținutului inițial de hidrogen și scăderea presiunii reziduale din camera în timpul jet de evacuare.
Conform datelor experimentale (fig.2, b, c), îndepărtarea hidrogenului a fost observată la [H] exx 5 ml / 100 g și Poct≤20-22 mm Hg. Art.
La [N] out ≤5 l / 100 g și Înălțimea de 20-22 mm Hg. Art. În procesul de preaplin a existat o absorbție suplimentară a hidrogenului de către metal.
Pentru a obține un conținut scăzut de hidrogen în metal (mai puțin de 3 ml / 100 g, este necesar ca presiunea reziduală să nu fie mai mare de 4-9 mm Hg.
O răspândire semnificativă a punctelor în apropierea valorilor de echilibru în funcție de Poct se explică prin faptul că la sfârșitul evacuării se rupe un jet de aer; prin pâlnia din cauza grosimii insuficiente a stratului metalic din acesta, precum și a constanței altor parametri de vid.
Schimbarea conținutului de azot în timpul evacuării unui jet de oțel transformator este prezentată în tabelul. 3.
Din aceste date rezultă că, pentru reducerea conținutului de azot în% greutate la 0,004-0,005 de evacuare din oțel cu jet de transformator este necesar ca presiunea reziduală nu a fost mai mare de 5,7 mm Hg într-o cameră de vid. Art. La o presiune reziduală mai mare (≥7-10 mm Hg) cu un conținut inițial de azot mai mic de 0,005%, acesta este absorbit de metal.
Modificarea conținutului de oxigen în oțelul transformator EZ în timpul evacuării jetului este prezentată în tabelul. 4.
Deoxidarea oțelului transformator sub vid prin carbon și siliciu are loc în funcție de următoarele reacții:
Pe aceste fuziuni (tabelul 5), scorurile pentru oxizi și sulfuri nu au depășit 1,5-2,0; incluziunile globulare, de regulă, au fost absente, macrostructura metalului tuturor topiturilor a fost densă.
Ar trebui să se aștepte ca, cu un vid mai profund, gradul de degazare și puritatea metalului în incluziunile nemetalice să crească cu purjare.
Astfel, din trei metode dezasamblate, purjarea metalelor cu gaze inerte într-o găleată sub vid este cea mai eficientă și mai simplă metodă de evacuare a oțelului în afara cuptorului, potrivită atât pentru metalul calm, cât și pentru cel neoxidat. Îndepărtarea cel mai mare succes de hidrogen, azot, oxigen și incluziunile nemetalice se produce în timp ce purjează oțeluri non-dezoxidat cu presiune reziduală scăzută în camera de vid, la un debit de argon de la aproximativ 0,05 Hm3 / t.
Pentru creșterea bruscă a eficienței degazare la evacuarea jet și purjarea cu argon metalic trebuie să ia drumul de presiune reziduală scăzută ascuțite (mai mică de 5,2 mm Hg. V.).
