11. Десульфурация стали с использованием синтетических шлаков, твердых и порошкообразных смесей.

Обработка стали порошком ЩЗМ и их соединений.

Щелочноземельные металлы, в особенности Са, являются не только раскислителями, но и десульфураторами. Однако низкая температура кипения этих металлов (Са-1440°С) и высокая упругость паров при температуре жидкой стали затрудняют их эффективное использование. Значительная часть кальция испаряется и окисляется вне металла. Для достижения высокой степени использования, кальций необходимо вводить на такую глубину, где внешнее давление больше упругости его пара. Так, при 1600°С она равна примерно 1,4м. На этой глубине кальций кипеть не будет. На практике глубину введения увеличивают до 3м и применяют сплавы кальция (SiCa).

Эффективным способом обработки стали ЩЗМ является метод вдувания по-рошкообразных материалов в струе инертного газа (рис.174). Порошок загружают в пневмонасос, где происходит его аэрация путем подачи газа через центральные и боковые сопла. Аэрированный порошок поступает в металл через фурму, погруженную в него примерно на 3м.

Другим эффективным способом введения Са и его сплавов является метод присадок порошка, плакированного (закатанного) стальным листом в проволоку. Диаметр сердцевины этой проволоки 8-14 мм, масса порошка в 1м 100-500г. Через направляющую трубу с помощью трайб-аппарата проволоку подают в ковш с металлом, который продувается аргоном через пористую пробку.

Усвоение кальция, т.е. количество его, перешедшее в раствор, составляет 10-15%,а содержание в готовой стали 1-2•10-3 %.При этом содержание кислорода снижается до 0,0015-0,0025% и серы до 0,001-0,002%.Кроме того, роль Са заключается в модификации сульфидных и оксидных включений. Обладая высоким химическим сродством к сере и кислороду, Са восстанавливает из этих включений другие элементы и замещает их. Образовавшиеся в результате такой модификации сульфиды и оксиды уже при содержании в них 10% Са имеют глобулярную форму и в процессе обработки давлением не деформируются, т.е. не образуют вытянутых включений, существенно понижающих пластичность и ударную вязкость стали.

Обработка стали жидким синтетическим шлаком в ковше.

При рафинировании в ковше жидким синтетическим шлаком большая реакци-онная поверхность контакта достигается в результате взаимодействия металла и шлака. Для рафинирования применяют известково-глиноземистый шлак, содержащий, %: 50-55 СаО, 35-43 Al2O3, 6,0 SiO2, 1,0 FeO, 3 МgO, 4 ТiO2. Расход шлака составляет 4-6% от массы металла. Нагретый до 1650-1750С шлак заливают в сталеразливочный ковш за несколько минут до выпуска стали. Выпуск проводят мощной плотной струей при максимально возможной высоте падения. Особое внимание уделяют отделению печного шлака и ограничению попадания его в ковш.

Во время выпуска сталь разбивается на мелкие капли и образуется большая поверхность контакта металла со шлаком, превышающая поверхность дуговой печи в тысячи раз. На этой поверхности быстро протекают процессы десульфурации стали и, в определенной степени, раскисления и удаления НВ. Содержание серы снижается до 0,005-0,008%. Вследствие малоокислительного потенциала шлака (<1% FeO) уменьшается количество и размер НВ.