Повышение требований к качеству металлопроката приводит к необходимости улучшения и совершенствования технологий, применяемых для внепечной обработки металлов и их сплавов. Периодически появляются все новые методы, позволяющие обеспечить создание высококачественной продукции, и одним из них является продувка аргоном. В наши дни эта технология широко применяется для повышения качества стальных сплавов, а также является важным этапом работ по изготовлению стали.

 

Выполняется она в промежутке между использованием агрегата для плавки стали и разливкой жидкого металлического сплава. Кроме того, такая продувка выполняется в составе распространенного технологического процесса, называемого ковш-печь (с английского Lance-Furnace). Особенностью такого процесса является то, что расплавленный металл тщательно перемешивается путем его продувки в ковше с использованием инертного газа Ar. Одновременно с этим стальной сплав подогревают с помощью электрической дуги и производят его обработку синтетическим шлаком.

 

Использование технологии продувки аргоном позволяет получить металл с требуемыми характеристиками по температуре и химическому составу. Кроме того, такой метод обработки стали позволяет снизить уровень содержания в ней не относящихся к металлам добавок, в том числе кислорода и серы. В дополнение к своей эффективности и большому количеству преимуществ, подобная технология обработки металла является весьма доступной, а необходимое для ее проведения оборудование может быть установлено практически в любом производственном цеху, предназначенном для плавки сталей.

 

Что представляет собой газ аргон?

Технический аргон – одноатомный инертный газ, который не обладает вкусом, запахом или цветом. Он занимает третье место по распространенности среди химических элементов, представленных в атмосфере Земли, уступая лишь кислороду и азоту. Тем не менее суммарный объем содержания этого газа в атмосфере не превышает 1% от его общей массы. Кроме того, в незначительных количествах он содержится в земной коре, а также в пресной и морской воде.

 

Технический аргон добывают в процессе получения кислорода при разделении воздуха на составляющие. Подробнее о способах его получения вы можете прочитать здесь. Этот газ широко применяется в промышленных целях, к примеру, в качестве пищевой добавки, наполнителя для элементов освещения, компонента смесей для пожаротушения. Также он используется для создания защитной среды при лазерной, контактной или дуговой сварке металлов. Но на этом сфера применения аргона не ограничивается.

 

схема продувки металла

В настоящее время все чаще аргону отдают предпочтение при выборе газа для продувки раскаленных масс металла. В первую очередь это касается стального сплава, который не содержит в себе нитридообразующих элементов, к примеру, титана ли хрома. Во-первых, в раскаленном металле, температура которого достигает 1600 градусов по Цельсию, процесс растворения азота происходит без каких-либо неблагоприятных последствий. Во-вторых, расход инертного газа в этом случае будет относительно небольшим, так как он составляет не более 3 кубических метров на одну тонну стали.

 

Из основных преимуществ, благодаря которым стала популярной аргонная продувка, следует выделить:

  • Дегазация расплава (за счет снижения концентрации водорода и азота)
  • Небольшое контролируемое охлаждение расплава (не более чем на 15 градусов)
  • Ускорение плавления присадок в ковше, обеспечивающих раскисление и легирование металла.
  • Раскисление и сильное разуглероживание металлического расплава
  • Достижение однородности расплава как по температуре, так и по химическому составу.

 

Как именно выполняется продувка аргоном?

Если внимательно изучить патентную литературу, то можно обнаружить, что в ней присутствует описание большого числа различных устройств, позволяющий осуществлять введение аргона в расплавленную металлическую массу. Многие предназначенные для этой цели устройства смогли успешно пройти необходимые технические испытания, но далеко не все из них получили широкое распространение на практике. Таким образом, все применяемые в реальной жизни приспособления могут быть условно разделены на две части:

  1. Устройства, вводящие газ через пористые блоки, установленные на дне ковша.
  2. Устройства, вводящие газ через специальные элементы, которые погружаются в расплавленный металл и имеют поры для выхода Ar.

продувочные пробки

Стоит отметить, что наиболее оптимального уровня взаимодействия аргона и расплавленной металлической массы можно добиться при использовании первого способа. В этом случае основные требования, которые предъявляются к устройству для введения газа заключаются в разделении аргона на мельчайшие пузырьки для его равномерного распределения по всей массе расплава.

продувочные пробки с индикаторами

 

Для ковша вместительностью не более 100 тонн достаточно использовать один пористый блок, который, как правило, размещают в самом центре ковша на его дне. Это касается тех случаев, когда продувка стали аргоном осуществляется с удельным расходом газа в количестве не более 0,5 кубических метро 1 тонну. В других же случаях (при увеличении вместительности ковша или более высокого показателя удельного расхода) следует устанавливать 2 или 3 блока.

 

Что касается погружных блоков, то они являются весьма практичными приспособлениями для того, чтобы обеспечить введение в расплавленный металл небольшого количества Ar. Как правило, подобные погружные фурмы представляют собой нечто вроде стопора, предназначенного для закрытия отверстия в стакане ковша. Состоят такие стопоры из стержня, отлитого из цельного металла и защищенного специальной термостойкой оболочкой. Нижний край такого изделия оборудуется стопорной огнеупорной пробкой.

смешанная продувка металла

Таким образом, разница между продувочной фурмой и стопором состоит в том, что у первого изделия вместо металлического стержня используется труба (по которой перегоняют аргон). Плюс вместо стопорной пробки устанавливается пористый блок, способный разделить инертный газ на мелкие пузыреобразные фракции. Основным недостатком погружных элементов для продувки металла аргоном можно назвать достаточно низкую пропускную способность таких изделий, что делает их менее эффективными (по сравнению с устройствами, которые предназначается для установки на дне ковша).

 

схема простейшей продувки металла

схема простейшей продувки расплава

 

Также продувка может осуществляться с помощью кислорода:

кислородная продувка в ковше

внепечная обработка металла кислородом

 

Где приобрести технический аргон?

Конечно, важную роль в процессе продувки металла играет и качество самого газа. При необходимости приобрести высококачественный аргон вы сможете на сайте компании «ПРОМТЕХГАЗ», проследовав по ссылке http://www.propangaz.ru/?id=20.

 

Кроме того, в каталоге предприятия представлены и другие газы, применяемые в промышленности, к примеру, технический кислород, подробнее о котором вы можете прочесть по ссылке.