32) Механізм і кінетика розплавлення феросплавів у рідкій сталі

До легкоплавких відносяться такі сплави і метали, температури плавлення яких нижчі за температуру рідкої сталі, в яку вони додаються. Швидкість їх пла­влення в рідкій сталі визначається, головним чином, фізико-хімічними влас­тивостями речовини, що плавиться, і розплаву, характером його руху, а також формою тіла і його розмірами.

Плавлення розглядається як процес, що складається із двох періодів, які здійснюються один за другим: інерційного і регулярного. Тепло, яке підведе­не до поверхні тіла в інерційний період, витрачається повністю на прогріван­ня тіла до досягнення на його поверхні температури плавлення. В регулярний період тепло, підведене до поверхні тіла, частково витрачається на про­грівання твердого тіла, що залишилося.

Важливим є зв'язок щільності феросплавів з розмірами їх кусків. Якщо щільність феро­сплавів дуже відрізняється від щільності рідкої сталі, то вони будуть або опу­скатися на подину печі, або на дно ковша, або спливати на поверхню дзерка­ла сталі.

Швидкість розплавлений твердих часток у рідині збільшується з ростом швидко­сті її руху, зменшенням розмірів часток і наближенням їх щільності до щільності рідини.

Практично для легування сталі в печі використовують феросплави розмірами кусків не більше 0,10...0,15 м.

Інтенсифікація перемішування сталі у дуговій електропечі з магнетним статором або в індукційній тигельній печі сприяє прискоренню про­цесів розчинення і розплавлення феросплавів і суттєво скорочує увесь техно­логічний процес виплавлення якісної сталі.

33) Особливості виплавлення високо марганцевих сталей для виливків. Шихтові матеріали для їх виплавлення

Виплавлення високомарганцевих сталей здійснюють виключно в пе­чах з основною футеровкою. Виплавлення сталей в печах з кислою футеровкою супроводжується швидким її роз'їданням. Найбільш вигідними плавильними агрегатами є ДСП-6 і ДСП-12, які забезпечують виробництво відносно великих виливків і швидке роз­ливання металу із ковшів.

Використовують три методи виплавлення високомарганцевої сталі:

1) з окисленням (на свіжих шихтових матеріалах);

2) переплавленням;

3) сплавленням.

1) У першому випадку використовують шихту із брухту або відходів ву­глецевої сталі. Для інтенсифікації процесу плавлення бажано після розплав-лення шихти одержати у сталі не більше 0,3% вуглецю. Дефосфорація буде більш успішною, якщо у завалку додати руду і ва­пно. Окислення проводять форсовано (до 30 хв) і закінчують при вмісті вуглецю біля 0,1% і фосфору не більше 0,02%. Після скочування окислювального шлаку наводять відновлювальний шлак. В нагрітий метал за два-три рази вводять феромарганець. Одноча­сно здійснюють дифузійне розкислення шлаку порошками коксу і феро­силіцію. Оста­точне розкислення здійснюють присадкою 0,03...0,05% А1. Тривалість відновлювального періоду біля 1 год.

2) З метою економії феромарганцю і використання власних відходів і купованого брухту високомарганцевої сталі використовують метод пе­реплавлення. Шихта може складатися із звороту власного виробництва і низьковуглецевого сталевого брухту. Співвідношення цих складових ших­ти не обмежується: в ній може бути до 100% відходів. На вуглецеву час­тину шихти в завалку додається феромарганець. Після розплавлення шихти шлак розкислюють порошком коксу і феросиліцію (для відновлення марганцю із його оксидів) і, якщо йо­го багато, частково скочують, після цього продовжують розкислення і до­водять метал за хімскладом. Тривалість відновлювального періоду скорочу­ється до 30 хв.

3) Метод сплавлення використовують порівняно рідко через його нера­ціональність. Шихта складається із низьковуглецевого сталевого брухту і феромарганцю. Плавлення здійснюється форсовано, як і при переплавленні відходів, проте витрати феромарганцю залишаються на тому ж рівні, що і при плавленні з окисленням.

При однаковому вмісті фосфору в сталі всі три методи дають практи­чно рівноцінні показники.