12. Десульфурация стали, методы десульфурации. Методы Получения стали сверхнизким содержанием серы.

[FeS]=(FeS)

(FeS)+(CaO)=(CaS)+(FeO)

(FeS)+(MnO)=(MnS)+(FeO)

(FeS)+(MgO)=(MgS)+(FeO)

Суммарные реакции:

[FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO)

[FeS]+(MnO)=(MnS)+(FeO)

[FeS]+(MgO)=(MgS)+(FeO)

Чем полнее протекают суммарные реакции, тем полнее десульфурация.

Коэффициент распределения серы между шлаком и металлом

Необходим для оценки десульфурирующей способности шлака. Его увеличению способствуют:

• Повышение основности шлака при сохранении его гомогенности

• Высокая температура ванны

• Энергичное перемешивание металла и шлака

• Оптимальное отношение (CaO)/(FeO)=3…3,5

• Снижение (FeO) ниже 5% резко увеличивает коэффициент распределения

Методы

1. Десульфурация марганцем (ферромарганцем) – дорогой способ. Экономичнее удалять серу за счет присадок в шлак извести и оксидов марганца

2. Вдувание в металл порошковообразной извести эффективно при:

• Добавке к извести материалов, обеспечивающих образование жидкой шлаковой фазы с малым %FeO

• При малом содержании кислорода в металле перед продувкой или при добавке к смеси порошков измельченных раскислителей (алюминий, марганец)

• При использовании для продувки нейтрального или восстановительного газа

CaO(тв.)+[S]=CaS(тв.)+[O]

MnO(тв.)+[S]=MnS(тв.)+[O]

MgO(тв.)+[S]=MgS(тв.)+[O]

13. Дефосфорация стали. Основные факторы, влияющие, на дефосфорацию стали. Дефосфорация высоколегированных расплавов.

Окисление фосфора протекает на границе металл-шлак, т.к. в металле содержание кислорода по всему объему (в присутствии фосфора) всегда ниже равновесного с фосфором. Футеровка MgO+CaO. PO2 исключить из газовой фазы.

Дефосфорация стали может протекать двумя путями:

1. Окислительнаядефосфорация – образование фосфатов. Необходимо использовать чистые компоненты.

Стадии

1. 5(FeO)=5[Fe]+5[O]

2. 2[P]+5[O]=(P2O5)

3. 4(CaO)+(P2O5)=(4CaO*P2O5)

Сумм: 2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO*P2O5)+5[Fe]

2. Восстановительнаядефосфорация – образование фосфидов

[Ca]+[P]=(Ca3P2)

Для протекания этой реакции необходимо добавлять CaF2, чтобы растворять (Ca3P2), реакция сместиться вправо.

Окислению фосфора и его удалению из металла способствуют:

• Увеличение активности FeOв шлаке

• Увеличение активности CaOв шлаке, т.е. концентрации свободного (не связанного с кислотными оксидами) оксида кальция

• Уменьшение активности (4CaO*P2O5)

• Сравнительно низкая температура ванны (в пределах 1400…1600 градусов)

Методы:

• Присадка окислителей (для увеличения активности (FeO)) или продувка ванны кислородом при значительном расстоянии фурмы от металла

• Присадка извести и компонентов, обеспечивающих ее растворение в шлаки повышенной основностиB>2,5

• Скачивание и наведение увеличенного количества нового шлака присадками окислителей, извести и боксита.

14. Комплексная обработка жидкой стали в ковше.

Комплексная обработка стали в ковше включает:

1. Обработка в ковше рафинирующими шлаками. Во время выпуска плавки из печи падающая с большой высоты струя металла хорошо перемешивает металл со шлаком. В результате за очень небольшое время выпуска (2…5 мин) металл достаточно глубоко рафинируется от примесей. Меняя состав шлака, можно удалять те или иные примеси в процессе обработки стали.

2. Обработка металла в ковше продувкой порошками

1. Десульфурация стали

2. Раскисление и иногда легирование стали, включая микролегирование металла

3. Науглероживание металла с целью повышения в нем содержания углерода (корректировка состава) или углеродного раскисления металла (там где это возможно)

4. Ускорение шлакообразования

3. Продувка нейтральными газами. Наиболее часто для продувки в ковше применяют аргон. Его подают через погружаемую фурму («ложный стопор»),через пористую огнеупорную пробку в днище ковша или через пористые швы в днище ковша. Широкое применение для продувки получили огнеупорные пористые пробки.

Продувку стали в ковше проводят для:

1. Выравнивания, установления точных заданных значений и корректировки температуры металла

2. Ускорения расплавления и равномерного распределения в объеме ковша легирующих компонентов и раскислителей

3. Выравнивания и точной корректировки химического состава стали

4. Для более полного удаления из стали кислорода, неметаллических включений, повышения степени чистоты стали

5. Для уменьшения концентрации водорода и азота в металле