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

Технология раскисления стали

Диффузионный обмен между шлаком и металлом протекает с малой скоростью, поэтому раскисление стали через шлак требует значительного времени, что является крупным недостатком этого способа раскисления.

Технология диффузионного раскисления стали предусматривает протекание реакций между раскислителями и закисью железа либо в слое шлака, либо на границе раздела металл-шлак, при котором сталь не будет загрязняться продуктами раскисления. Это преимущество диффузионного раскисления может быть реализовано при условии, что скорость перехода окиси железа из металла в шлак будет превосходить скорость встречной диффузии раскислителей. В этом случае удаления кислорода из стали должно происходить без увеличения содержания в нем раскислителей.

Одним из раскислителей стали является углерод. В начале восстановительного периода содержание кислорода определяется содержанием углерода, но превышает равновесные значения. Если бы при выдержке под белым и карбидным шлаками удаления кислорода углеродом происходило в шлаке или на границе раздела металл—шлак, то после раскисления содержание кислорода в металле должно было бы быть меньше равновесного с углеродом.

Однако многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что в процессе выдержки под белыми и карбидными шлаками содержание кислорода в металле не становится меньше равновесного с углеродом, а лишь приближается к состоянию равновесия (см. рис. 1). При этом выдержка под белым шлаком сопровождается науглероживанием металла на 0,02—0,04%, под слабокарбидным — на 0,03—0,06%, Под карбидным — до 0,1%. Это говорит о том, что при диффузионном раскислении стали не только кислород переходит в шлак, но и углерод из шлака диффундирует в сталь, где вступает во взаимодействие с кислородом.

Зависимость содержания кислорода в металле от содержания углерода до (а) и после (б) диффузионного раскисления
Рисунок.1 Зависимость содержания кислорода в металле от содержания углерода до (а) и после (б) диффузионного раскисления

Диффузионное раскисление другими элементами также сопровождается увеличением их содержания в металле, причем содержание кислорода не уменьшается ниже равновесных с сильными раскислителями. Таким образом, роль диффузионного раскисления сводится к понижению концентрации кислорода до равновесия с углеродом, а понижение его содержания ниже равновесных даже при раскислении порошками ферросилиция и алюминия происходит в глубине металла, т. е. по существу в результате глубинною раскисления, и, следовательно, продукты раскисления также образуются в металле.

Роль диффузионного раскисления уменьшается с увеличением емкости печи, так как вместе с этим уменьшается удельная поверхность контакта металла со шлаком, что замедляет диффузионный обмен между ними, и поэтому уменьшается значение основного преимущества диффузионного раскисления стали. Из изложенного следует, что для интенсификации удаления кислорода целесообразно, особенно в крупных печах, раскислители вводить непосредственно в жидкую сталь. Этим способом можно за несколько минут удалить из металла кислорода больше, чем за 1,5—2,0 ч диффузионного раскисления.

Однако из этого не следует, что выдержка под восстановительным шлаком бесполезна. Восстановительный шлак препятствует поступлению кислорода из атмосферы в металл, способствует удалению включений — продуктов глубинного раскисления и, что очень важно, способствует десульфурации металла. Поскольку все эти задачи в восстановительный период целесообразно решать комплексно и параллельно, в настоящее время для выплавки металла ответственного назначения наибольшее распространение получила технология, сочетающая преимущества диффузионного и глубинного раскисления стали.

Источник [4] → список литературы.


Вернуться в начало раздела: Плавка стали в открытых электропечах
Вернуться на главную: Черная металлургия