1.3.4. Рафінування сталі поза межами виплавлювального агрегату

Останнім часом помітно зросли вимоги до чистоти сталі щодо оксидів, сульфідів і розчинених газів. Найчастіше сталь очи­щають від перелічених домішок у ковші, тобто поза межами виплавлювального агрегату. Основними методами такого очи­щення є обробка рідкої сталі синтетичним шлаком, вакууму­вання сталі та її продування інертними газами.

Суть методу обробки сталі в ковші синтетичним шлаком полягає у тому, що спочатку в ківш додають 3...5 % синтетич­ного шлаку, а потім з деякої висоти туди виливають із виплав­лювального агрегату сталь, яка добре перемішується зі шла­ком. В результаті поверхня контакту між металом і шлаком

значно збільшується, що в сотні разів пришвидшує металургій­ні реакції. Синтетичний шлак спеціально виплавляють у дуго­вій електропечі. Він складається із 55% СаО, 40 % А1₂0₃, невели­кої кількості Si0₂, MgO і FeO. Вміст сірки у сталі зменшується за реакцією (1.2.7), підвищується її чистота щодо неметалевих вкраплень, які асимілюються синтетичним шлаком і сплива­ють разом із ним на поверхню.

Вакуумна дегазація сталі здебільшого відбувається у ковші або у виливниці і сприяє вилученню з рідкого металу немета­левих вкраплень й розчинених газів. Вакуумування виконують у спеціальних герметичних камерах, футерованих зсередини. Зниження тиску над дзеркалом металу зменшує розчинність газів у рідкій сталі. Азот, водень і оксид вуглецю, що бурхливо виділяються, захоплюють зі собою неметалеві вкраплення й ви­носять їх на поверхню. В результаті вміст у металі газів й немета­левих вкраплень помітно зменшується. Кінцевий тиск у камері становить близько 300 Па, а тривалість обробки — 10... 15 хв. Вакуумування в ковші виконують перед розливанням сталі.

Продування сталі інертним газом вилучає з неї розчинені гази й неметалеві вкраплення, а також вирівнює температуру й хімічний склад металу в ковші. Найчастіше сталь продувають аргоном через спеціальний вогнетривкий пористий блок, вмон­тований у дні ковша. Тиск аргону на 0,2...0,5 МПа перевищує атмосферний. Тривалість операції — 5... 15 хв. У бульбашки ар­гону переходять водень і азот. Бульбашки газів виносять на поверхню неметалеві вкраплення.

Розділ 1.4 МЕТАЛУРГІЯ АЛЮМІНІЮ

Алюміній належить до найпоширеніших після кисню еле­ментів земної кори. Уперше в чистому вигляді його отримав данський учений Ганс-Крістіан Ерстед у 1825 р. Промислове виробництво алюмінію налагодили лише наприкінці XIX ст.

Сьогодні алюміній найдешевший серед кольорових металів і за обсягом виробництва (рис. 1.4.1, табл. 1.4.1) посідає друге

Рис. 1.4.1. Розвиток

виробництва алюмінію у світі:

/ — сумарне виробництво;

2 — виробництво первинного

алюмінію

місце після заліза. У 1900 р. виробництво первинного алюмі­нію в світі становило 0,0073 млн т, а в 2000 р. — 24,40 млн т, тобто за 100 років воно збільшилось у 3300 разів. Первинний алюміній добувають із глинозему А1₂О_д електролізом, а вторин­ний — із металобрухту. Зважаючи на високі енерговитрати ви­робництва первинного алюмінію і на великі нагромадження алю­мінієвого брухту, в останні десятиліття інтенсивно зростає ви­робництво вторинного алюмінію, частка якого в загальному об­сязі у 1970 р. становила близько 10 %, а вже в 2000 р. — 25 %. Сумарне виробництво алюмінію (первинного і вторинного) у 2000 р. було понад 32 млн т. Найбільшими виробниками пер­винного алюмінію є США, Росія, КНР, Канада, Австралія і Бразилія. Україна виробляє щорічно близько 0,12 млн т пер­винного алюмінію.

В електротехніці з алюмінію виготовляють кабелі, шинопро-води, конденсатори. Широко застосовують сплави алюмінію в хімічній промисловості, в транспортних засобах, на будівниц­тві, у виробництві тари для харчових продуктів тощо. Хімічну активність алюмінію використовують для одержання важковідновлюваних металів (хрому, марганцю, вольфраму). Важливе значення має застосування алюмінію для дезоксидації й легу­вання сталей.

50