Способи рафінування.

Существует три вида рафинирования:

окислительное рафинирование (рафинирование проводится в сталеплавильном агрегате); примеси удаляются путем окисления; дополнительное рафинирование (обычно проводится в ковше); примеси (главным образом, сера) удаляются путем обработки металла синтетическим шлаком или шлаковыми смесями;

Дегазация, которой подвергается обычно готовый жидкий металл (после окислительного рафинирования); примеси (газы Н2, N2) удаляются путем вакуумирования и обработки металла инертным газом. К дегазации металла путем вакуумирования или продувки инертным газом прибегают, если содержание газов в готовом металле оказывается недопустимым для стали данной марки.

В зависимости от марки выплавляемой стали может усложняться технологическая схема. Например, при выплавке стали специального назначения прибегают к различным способам переплава стали в особых усло-

виях, обеспечивающим дополнительное глубокое рафинирование и улучшение строения металла отливки. К таким способам, применяемым в промышленности, относятся электрошлаковый (ЭШП), вакуумно-дуговой (ВДП), плазменно-дуговой (ПДП), электроннолучевой (ЭЛП) переплавы. Для нормального проведения процессов рафинирования шлак должен иметь нормальную жидкоподвижность (вязкость), обеспечивающую удовлетворительный массо- и теплоперенос. Такая жидкоподвижность шлака обычно наблюдается при перегревах его выше температуры плавления не менее чем на 100—150 градусов. Следовательно, температура плавления шлака, как правило, должна быть ниже температуры плавления металла. Это

обеспечивается изменением химического состава шлака. Наличие жидких металлической и шлаковой фаз является важнейшим, но недостаточным условием нормального проведения физико-химических процессов регулирования содержания примесей в металле. Дополнительным обязательным условием является интенсивное перемешивание металла и шлака, которое обеспечивает требуемые скорости массо- и тепло-

переноса.

Для рафинирования металлических расплавов используют не только жидкие шлаки, но и порошкообразные материалы. Для вдувания в жидкий металл порошкообразного материала используют следующие газы (газы-носители): кислород, сжатый воздух, углекислый газ, азот, аргон и газы группы предельных углеводородов – метан, пропан, бутан. Первые три газа применяют в процессах окисления, дефосфорации и десульфурации, а нейтральные газы – при раскислении и легировании. Используемые в сталеплавильных процессах порошкообразные материалы делят на две группы: нерастворимые в жидком металле и растворимые в шлаке (известь, руда, кварцевый песок, плавиковый шпат, синтетический шлак), растворимые в металле (углеродсодержащие материалы, ферросплавы

и легирующие присадки).

Несмотря на то, что разработано много способов рафинирования металлов и сплавов, эффективность очистки расплавов материалов недостаточная: так как или не достигается требуемая степень очистки расплавов, или способы очистки сложные, дорогие, энергоемкие, требуют дефицитных материалов и газов. Достаточно широко применяется рафинирование стали, но недостаточно используется рафинирование других металлов и сплавов, в частности алюминиевых сплавов. Требуется разработка новых способов рафи-

нирования металлов и сплавов.