Комплексное раскисление стали – физико-химическое обоснование.
РаскислениеМеявл заключит операцией перед разливкой стали (обеспечивает получение Ме с заданными св-ми). Задачи раск-ия:1.снижение конц-ии О за счет присадки эл-овраск-ей, характ-хся большим сродством к О, чем железо, до уровня, обеспеч-его получение плотного металла; 2.создание условий для возможно полного удаления образующихся продуктов раск-ия в жидкой стали.
Способы раск-ия:
1.глубинное раск-ие (осадочное): x[R]+y[O]=(RxOy)тв., наиболее распр-но, применяют во всех сталеплавильных агрегатах. Осущ-ся за счет непосредственного ввода в Мераскислителей, связывающих О в прочные оксиды, кот в дальнейшем, в большей либо меньшей степени, могут удаляться из расплава в виде оксидных включений. Дост-тва: процесс раск-ия скоротечен, за срав-но небольшой промежуток вр. обесп-тся низкое сод-ие О в Ме. Нед-ки: образование НВ и проведение доп. раск-ия шлака для десульфурации стали. Раск-ль вводится в Ме не только, чтобы снизить содержание О, но для улучшения механич. и других св-в стали.
2.диффузионное раск-ие: (FeO)+[R]=(RO)+[Fe] Основан на развитии диффузионных процессов между Ме и шлаком. Например, при сод-ии в шлаке менее 1,0% (FeO), шлак м.б. восстановителем по отношению к Ме, т.е. факт сод-иеО в Ме может превышать содержание О, равновесное с (aFeO) в шлаке. Это различие приводит к диффузии О из Ме в шлак. Проводится в восст-ыйпериод.Обеспечивает получение более чистого Ме по НВ.Приодновременномраск-ии за счет шлаковой обработки и присадки раск-ля в Ме диффузионное раск-ие играет подчиненную роль.
3.Обработка стали вакуумом: [C]+[O]={CO}. О можно уменьшить толко снижая парц-ое давление (только в вакууме,без загрязнения Ме НВ).
Требования к раск-ям:-высокое сродство к О; -склонность к образованию оксидов, нерастворимых в жидстали, легко удаляющихся из нее или приносящих мин вред ее св-ам; - низкая ст-ть и недефицитность.Mn (в виде ферромарганца,слабый,возрастаетраск-аясп-ть при пониж-и Т),Si(более сильный, в виде ферросилиция),Al(при конечн. раск-ии,один из лучших,в чистом виде,добав-т Ti и цирконий,чтоб при пониж Т не выдел-сь нитриды Al по границам зерен). Раскисление очень хорошо идет при низкой Т.
Комплексныераск-ли: это когда вводится одновременно 2 или более раскислители, н-р Si и Mn. Тогда активность образущихся оксидов меньше единицы=>сод-е кислорода меньше. К тому же они образуют легкоплавкие соединение (НВ) которые сливаются легко в крупные,и быстрее удаляются из расплава.
[Si]+2[O]=(SiO2)
[Mn]+[O]=(MnO)
Составляем Кр для каждой реакции. Так как 2 раскислителя образуется x(SiO2)ˑy(MnO).
В качестве сильныхраскислителей исп. Алюмокальциевая лигатура.
Конвертерное производство - изменение состава и температуры металла, шлака и отходящих газов по ходу продувки в конвертере.
В течение продувки протекают следующие основные металлургические процессы:
а) окисление составляющих жидкого металла вдуваемым кислородом; окисляется избыточный углерод, а также весь кремний, около 70% марганца и немного (1-2%) железа. Газообразные продукты окисления углерода (СО и немного СО2) удаляются из конвертера через горловину (отходящие конвертерные газы), другие оксиды переходят в шлак;
б) шлакообразование. С первых секунд продувки начинает формироваться основной шлак из продуктов окисления составляющих металла (SiO2, MnO, FeO, Fe2O3) и растворяющейся в них извести (СаО), а также из оксидов, вносимых миксерным шлаком, ржавчиной стального лома и растворяющее футеровкой. Основность шлака по ходу продувки возрастает по мере растворения извести, достигая 2,7—3,6;
в) дефосфораиця и десульфураиця. В образующийся основной шлак удаляется часть содержащихся в шихте вредных примесей большая часть (до 90%) фосфора и немного (до 30%) серы;
г) нагрев металла до требуемой перед выпуском температуры (1600-1660 °С) за счет тепла, выделяющегося при протекании экзотермических реакций окисления составляющих жидкого металла;
д) расплавление стального лома за счет тепла экзотермических реакций окисления; обычно оно заканчивается в течение первых 2/3 длительности продувки;
е) побочный и нежелательный процесс испарения железа в подфурменной зоне из-за высоких здесь температур (2000—2600 °С) и унос окисляющихся паров отходящими из конвертера газами, что вызывает потери железа и требует очистки конвертерных газов от пыли.