В дальнейшем на некоторых фирмах появились различные модификации этого процесса, учитывающие, как правило, конкретные условия предприятий и их возможности.
На установке ASEA-SKF производят контролируемые и управляемые операции, которые невозможно осуществить при обычных способах выплавки стали. Дегазацию, рафинирование, раскисление, легирование осуществляют под вакуумом. По ходу процесса возможны точный контроль и регулирование температуры стали. Легирующие добавки вводятся в установленное время в точно заданных количествах, что позволяет в очень узких пределах выдержать химический состав стали и обеспечить воспроизводимость его от плавки к плавке. Это гарантирует одинаковость свойств на последующих пределах, включая термическую обработку, и значительно облегчает работу потребителей проката.
Для получения высококачественной стали первостепенное значение имеет постоянное интенсивное индукционное перемешивание при проведении практически всех операций (вакуумирования, рафинирования, нагрева и др.). При индукционном перемешивании шлак отходит от стенок к центру ковша-печи, в результате чего снижается взаимодействие его с футеровкой, а развитая поверхность соприкосновения металла со шлаком обеспечивает глубокую десульфурацию и дегазацию стали.
Процесс ASEA-SKF отличается гибкостью и мобильностью. Операции можно производить в различной последовательности и легирующие добавки вводить на различных стадиях. Процесс обеспечивает высокое усвоение этих добавок, большую точность химического состава и его воспроизводимость.
Для осуществления метода ASEA-SKF используется ковш-печь. Агрегат позволяет производить нагрев, легирование, рафинирование и вакуумирование металла. Все операции проводят при активном индукционном перемешивании. Агрегат ASEA-SKF включает следующее основное оборудование:
- герметично закрываемый ковш из немагнитного материала, который одновременно служит средством для транспортировки полупродукта и стали, вакуумной камерой и нагревательной печью; емкость ковша должна соответствовать сталеплавильному агрегату, индукционные перемешиватели смонтированы на передвижных тележках;
- герметичную крышку с вытяжной системой для вакуумирования;
- крышку-свод с тремя графитовыми электродами для подогрева металла.
Кроме того, агрегат имеет весовую систему для взвешивания присадок, бункеры для хранения ферросплавов и присадок, систему для удаления пыли, газов и дыма.
Внепечной обработке методом ASEA-SKF подвергают жидкий полупродукт, полученный в любых сталеплавильных агрегатах. Химический состав полупродукта устанавливают с учетом содержания углерода и основных легирующих элементов в готовой стали.
Выплавка полупродукта в мартеновских или электродуговых печах может быть проведена как без предварительного раскисления, так и с ним.
Предварительное раскисление производят ферросилицием в количестве, обеспечивающем получение в металле до 0,25 % Si. При выпуске из сталеплавильного агрегата полупродукта, не раскисленного предварительно, в ковш присаживается ферросилиций или алюминий, либо оба компонента. Науглероживание полупродукта производят или чугуном, который задают в печь, или молотым просушенным коксом при выпуске расплава в ковш. Температура полупродукта перед выпуском 1630-1660° С.
Степень десульфурации, методы раскисления (обычный или углеродный в вакууме) и легирования (ферросплавами и жидкими лигатурами) принимают в зависимости от назначения стали и требований, предъявляемых к ней. Вакуумирование проводят в один или два приема. Двойное вакуумирование проводят при необходимости глубокой десульфурации стали. Продолжительность обработки (рафинирования) металла на установке ASEA-SKF зависит от количества (набора) проводимых операций и составляет 2,5-6 часов. При разливке стали в изложницы продолжительность рафинирования зависит также от массы слитков, так как один слиток может быть получен из металла разных плавок (ковшей). В процессе рафинирования обязательно осуществляют постоянное перемешивание расплава индукционными методами или продувкой инертными газами (как правило аргоном). При этом индукционный метод более предпочтителен. Перед началом, по ходу проведения и после окончания каждой операции, производятся замеры температуры и отбор проб для химического анализа металла и шлака.
Низкие содержания в стали серы, фосфора и газов, а также воспроизводимость химического состава от плавки к плавке достигаются в процессе внепечной обработки в результате формирования необходимого количества шлака заданного состава, вакуумирования, оптимизации температурного режима, методов раскисления металла и шлака, а также модифицирования неметаллических включений.
Шлакообразуюшими материалами являются свежеобожженная известь, плавиковый шпат, технический глинозем. Десульфурирующий жидкоподвижный высокоосновный (основность не менее 2,5) шлак формируют присадками извести и плавикового шпата. Шлак обрабатывают восстановительными смесями (порошки алюминия и SiCa, молотый кокс, FeSi).
Для более глубокого рафинирования с целью максимально возможной очистки стали от серы, фосфора и кислорода, а также получения мелких глобулярных труднодеформируемых при горячей прокатке неметаллических включений в качестве модификаторов, используют порошки кальцийсодержащих соединений и сплавов силикокальция, смесь извести, плавикового шпата и магния, карбид кальция и др. Сочетании указанных соединений и сплавов могут быть различны и определяются конкретными условиями. Порошки вдувают инертным газом через погружную фурму.
Внепечное рафинирование металла в установках ковш-печь типа ASEA-SKF позволяет получать сталь с гарантированным и стабильным содержанием серы 0,001 %, фосфора 0,003-0,007 %, кислорода 0,0007-0,0020Я(, водорода 0,00015%. После горячей деформации оставшиеся малочисленные неметаллические включения имеют форму глобулей и не влияют на эксплуатационные свойства стали. Воспроизводимость химического состава различных плавок одной марки стали позволяет наполнять изложницы при отливке слитков большой массы из двух и более ковшей (плавок).
