Сталь раскисляют и легируют марганцем, кремнием, алюминием, титаном и хромом в ковше, легируют медью и никелем в конвертере. Куски ферросплавов имеют размеры не более 100 мм. Для всех марок стали присадку раскислителей и легирующих начинают при наполнении ковша металлом на 1/5 и заканчивают до подъема уровня на 3/4 его высоты. Кипящую сталь раскисляют ферромарганцем с содержанием кремния не более 1,5 %.
Низко – и средиелегироваиные стали раскисляют и легируют, соблюдая следующий порядок присадок: термоантрацит (в случаях необходимости науглероживания металла), ферромарганец, сили – комарганец, ферросилиций, алюминий, феррованадий, ферронио – бий, ферротитан, азотированный ферромарганец, силикокальций. При выплавке всех марок стали всегда применяются первые четыре из перечисленных выше раскислителей, остальные—по мере надобности. При раскислении и легировании хромистой стали (20Х, 40Х, 10ХСНД, 15ХСНД и др.) сначала присаживается ферросилиций, затем феррохром с алюминием и в последнюю очередь ферромарганец или силикомарганец.
В современных конвертерных процессах раскислители и легирующие вводят только в ковш. Раньше ферромарганец и феррохром присаживали в конвертер, что удлиняло цикл плавки и увеличивало угар Mn и Cr.
При добавлении значительных количеств твердых раскислителей и легирующих (более 1,5—2 % от массы стали) в последние годы используют экзотермические ферросплавы, которые присаживают в ковш в виде брикетов, содержащих порошкообразный ферросплав и экзотермическую составляющую (смесь селитры с порошком алюминия, FeSi или SiCr.). Тепло экзотермических реакций окисления Al и Si кислородом селитры расходуется на нагрев и плавление ферросплавов.
Наиболее перспективно применение жидких лигатур, содержащих в требуемом соотношении все необходимые для данной легированной стали раскисляющие и легирующие элементы. В конвертерном цехе Челябинского металлургического завода (ЧМЗ) жидкую лигатуру получали, расплавляя в индукционной печи силикомарганец, ферромарганец, феррохром. Лигатуру, нагретую до 1560— 1580°С, заливали на струю металла в процессе выпуска плавки в ковш. При таком методе смешения удовлетворительно распределяются основные элементы в объеме жидкого металла, снижается их угар (по сравнению с вводом твердых сплавов в сталеплавильный агрегат).
В отдельных плавках использовали жидкую лигатуру, на поверхность которой в промежуточный ковш заливали расплавленный синтетический шлак, нагретый до 1700—1720°С в специальной дуговой печи с графитовой футеровкой. Шлак предохранял лигатуру от застывания в ковшах, гарантировал ее полное усвоение и дополнительно рафинировал металл. Однако применение синтетического шлака значительно удорожало себестоимость стали (если не было необходимости в ее дополнительном рафинировании). В дальнейшем установили, что без защиты лигатуры синтетическим шлаком тоже достигаются нормальная разливка стали и заданный ее химический состав.
9*
259
К новым перспективным ферросплавам относятся комплексные легкоплавкие сплавы. Они характеризуются относительно низкой температурой плавления (1180—13200C) и высокой плотностью, приближающейся к плотности жидкой стали (6,6—6,8 г/см3). Легирование на ЧМЗ конвертерной хромистой стали в ковше легкоплав-
КИМ комплексным сплавом ФХМ и С (4—4,3 % С; 37—38,5 % Cr; 16,5—17 % Mn; 10—12 % Si) обеспечило равномерное распределение легирующих элементов в объеме металла. Легкоплавкие лигатуры могут заменить жидкие лишь при расходе, не превышающем 2 % от массы стали. Низкая температура плавления легирующих добавок способствует быстрому их растворению и равномерному распределению в объеме металла, однако охлаждение ванны при этом не устраняется. Исключением являются высококремнистые сплавы (растворение Si протекает с большим выделением тепла).
Применение экзотермических, жидких и легкоплавких ферросплавов расширяет сортамент легированных сталей, выплавляемых в кислородных конвертерах.
Динамную или трансформаторную сталь получают следующим образом. Чугун продувают до низкого содержания углерода (