СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ
METHOD OF METALS REFINING

Изобретение относится к металлургии, а именно к внепечной обработке металлов, и может быть использовано при струйной вакуумной обработке стали или других жидких металлов.
Известные способы струйной и вакуумной обработки металлов направлены на оптимизацию разных режимов процесса.
Известен способ вакуумной обработки стали в струе (а.с. СССР №779410), включающий создание жидкой стали повышенного давления и определенные параметры ковша.
Известен способ рафинирования стали (патент РФ №2073729), включающий введение в расплав стали редкоземельных элементов в определенном количестве.
Недостатком указанных способов является отсутствие учета влияния температуры на кавитационный режим, что приводит к снижению качественных характеристик обрабатываемых металлов.
В качестве прототипа выбран способ струйно-вакуумного рафинирования стали в кавитационном режиме (патент РФ №2294383), включающий введение в расплав стали раскислителей алюминия, титана, кальция, магния и/или их сплавов, а также температурный режим перед струйным вакуумированием относительно точки ликвидуса для данной марки стали.
Недостатком способа является определение температурного режима кавитации по косвенному признаку, что при разных задачах и разных параметрах процесса рафинирования приводит к снижению качественных характеристик обработанного металла.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение качества рафинирования металлов за счет оптимизации кавитационного режима.
Указанная задача решается тем, что в способе рафинирования металлов, включающем выпуск расплава металла в приемный ковш, введение в расплав металла раскислителей и струйное вакуумирование металла, температура расплава металла при входе в вакуумную камеру превышает порог образования каверн.
Указанный температурный режим позволяет обеспечить кавитацию при разных задачах и параметрах процесса рафинирования металла.
Способ осуществляли следующим образом.
Пример 1.
В дуговой электропечи выплавили сталь 34ХН1М при температуре 1670°С.
Расплавленную сталь выпустили в приемный ковш с присаженным чушковым алюминием, после чего осуществили перелив металла из приемного ковша в ковш вакуумной камеры при температуре 1620°С. При этом содержание водорода в конечном продукте снизилось по сравнению с исходным на 29%, содержание кислорода снизилось на 18%, а содержание азота снизилось на 60%.
Пример 2.
В дуговой электропечи выплавили сталь 9Х2МФ при температуре 1640°С.
Расплавленную сталь выпустили в приемный ковш с присаженным чушковым алюминием, после чего осуществили перелив металла из приемного ковша в ковш вакуумной камеры при температуре 1600°С. При этом содержание водорода в конечном продукте снизилось по сравнению с исходным на 28%, содержание кислорода снизилось на 20%, а содержание азота снизилось на 61%.
Результаты обработки в кавитационном режиме других металлов:
Металл
Mapка
Содержание газов, %
Водород
Кислород
Азот
До обработки
После обработки
До обработки
После обработки
До обработки
После обработки
Алюми-ний
А85
0,00008
0,000003
-
-
-
-
Медь
M1
0,00056
0,00004
0,020
0,00008
0,00052
0,00007