Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Внепечная десульфурация стали

В дуговых печах в окислительный период трудно достичь высокой степени десульфурации стали, так как коэффициент распределения серы между шлаком и металлом обычно не превышает 7—8 и для получения очень низкого содержания серы в стали (менее 0,010—0,015%) потребовалось бы многократное скачивание шлака.

В восстановительный период при плавке под высокоосновным шлаком с низким содержанием FeO можно получить сталь с низким содержанием серы. Однако вследствие малой скорости диффузии серы в системе металл—шлак при отсутствии интенсивности перемешивания ванны, вызываемого в окислительный период окислением углерода, процесс этот протекает медленно и отрицательно сказывается на производительности печей. Большой интерес поэтому представляет внепечная десульфурация стали.

Внепечную десульфурацию металла можно осуществлять, обрабатывая его в ковше во время выпуска плавки. Основной особенностью десульфурации стали в ковше является создание большой поверхности контакта металла и шлака с хорошими десульфурирующими свойствами. В результате создания большой поверхности контакта реакции, протекающие медленно в печи, заменяются очень быстрыми реакциями, происходящими в ковше.

Обрабатывать металл при сливе в ковш можно твердыми порошкообразными материалами и жидкими синтетическими шлаками. Однако обработка твердыми материалами и их смесями (известь, плавиковый шпат, сода и др.) дает эффект только при десульфурации чугуна, в котором активность серы значительно выше, чем в стали. При обработке в ковше твердыми материалами жидкой стали заметной десульфурации обычно не наблюдается. Исключение составляют лишь некоторые стали с высоким содержанием кремния, повышающего активность серы. К этим сталям относится, например, трансформаторная с содержанием кремния примерно 3%.

Хорошие результаты десульфурации стали дает обработка (рафинирование) металла в ковше жидким синтетическим шлаком. Предложенное еще в двадцатых годах советским инженером А. С. Точинским, а затем Р. Перреном (Франция) такое рафинирование было в достаточной мере разработано и широко внедрено в производство лишь советскими учеными и производственниками, начавшими промышленные опыты в 1958 г. при выплавке стали в дуговых печах.

Для десульфурации применяется известково-глиноземистый шлак, содержащий 52—55% СаО; 40—46% Al2O3; 3,5% SiO2; 0,5% FeO; = 3% MgO. Расход шлака составляет 4—6% от массы металла. Нагретый до 1650—1750° С шлак заливают в сталеразливочный ковш за несколько минут до выпуска плавки. Во время выпуска сталь, падая в жидкий шлак с высоты 5—1,5 м, разбивается на мелкие капли, вследствие чего образуется огромная поверхность контакта металла со шлаком, превышающая поверхность в дуговой печи в тысячи раз. На этой поверхности быстро протекают процессы рафинирования, в частности десульфурации стали.

Известково-глиноземистый синтетический шлак, содержащий большое количество СаО и малое SiO2 и FeO, обладает высокой десульфурирующей способностью. Поскольку к тому же при обработке в ковше между металлом и шлаком возникает огромная поверхность контакта и реакция десульфурации приближается к равновесию, коэффициент распределения (S)/[S] достигает величины 150-180, т. е. значительно большей, чем при плавке в дуговой печи. Это позволяет понижать содержание серы в стали на 50—80% и получать готовый металл, содержащий 0,005—0,008% S. Это является важной особенностью рафинирования синтетическим шлаком, обеспечивающей существенное улучшение качества стали.

Интенсивная десульфурация, а также описанное в следующем подразделе удаление кислорода из металла в процессе обработки синтетическим шлаком позволяют упростить технологию плавки, перенося эти операции в ковш.

Источник [4] → список литературы.


Вернуться в начало раздела: Физико-химические основы плавки стали
Вернуться на главную: Черная металлургия