12. Поясніть, чому пари виробництві сталі у лд-конверторах в середині плавки може спостерігатися підвищення вмісту сірки у металі.

В процессе продувки немного серы (5—10 % от количества удаленной серы) окисляется кислородом дутья и удаляется в виде SO₂ с отходящими газами. Остальная сера распреде­ляется между шлаком и металлом в соответствии с уравне­нием реакции десульфурации: [S] + Fe + (CaO) = (CaS) + + (FeO), тепловой эффект которой близок к нулю. Для ус­пешного протекания этой реакции необходимы высокая основ­ность шлака и низкое содержание в нем окислов железа. Конвертерный же шлак содержит значительное количество FeO (8—20% и более), поэтому десульфурация получает ограни­ченное развитие.

Шлаковая фаза начинает формироваться с первых секунд продувки, вначале она состоит из продуктов окисления сос­тавляющих жидкого чугуна; В результате растворения извести содержание СаО в шлаке возрастает, а содержание SiO₂, MnO и FeO снижается. Заметно уменьшается содержание FeO в период наиболее интенсивного окисления углерода (середина продувки), когда сильное развитие по­лучает реакция окисления углерода за счет окислов железа шлака. В конце продувки, когда углерода в металле мало, начинает окисляться железо и содержание FeO в шлаках воз­растает, причем тем значительнее, чем до более низкого содержания углерода в металле ведут продувку.

13. Поясніть залежність швидкості розчинення вапна в сталеплавильних шлаках від вмісту оксидів заліза та марганцю у їх складі.

Практика показала, что без принятия специальных мер растворение извести происходит медленно. Это объясняется тем, что в образующейся в первые секунды продувки шлако­вой фазе содержится большое количество SiO₂ и, реагируя с этим оксидом, куски извести покрываются тугоплавкой обо­лочкой из двухкальциевого силиката 2СаО • SiO₂ (темпера­тура плавления 2130 °С), препятствующей дальнейшему раст­ворению. Поэтому необходимо добавлять компоненты, пони­жающие температуру плавления этого силиката, а также самой извести.

Наиболее эффективны в этом отношении CaF₂ и оксиды же­леза, в несколько меньшей степени МпО. С учетом изложен­ного в конвертер в начале продувки обычно присаживают плавиковый шпат (CaF₂), а обогащение шлака окислами желе­за достигают, начиная продувку при повышенном положении фурмы, и иногда за счет присадок железной руды, агломера­та, окатышей, боксита.

14. Назвіть способи інтенсифікації шлакоутворення при виробництві сталі в агрегатах з основною футерівкою.

Интенсификация шлакообразования в основных сталеплавильных Агрегатах. Для более полного и быстрого растворения извести в шлаке могут быть рекомендованы следующие мероприятия:

1. Уменьшение содержания кремния в чугуне до 0,2 – 0,5% и SiO2 в твердой шихте, что приводит к понижению концентрации кремнезема в первичных шлаках. В этой системе легкоплавкие растворы и химические соединения образуются при концентрации кремнезема 40 – 60%. Однако, при содержании кремнезема 30 – 35% образуется ортосиликат кальция (2CaO*SiO2 ), температура плавления которого равна 2130оС. После образования на поверхности кусков извести тугоплавкого слоя ортосиликата кальция дальнейшее их растворение происходит с малой скоростью.

2.Увеличение окисленности шлака путем подъема кислородной фурмы или понижения давления дутья. Например, для быстрого формирования шлака в начале кислородно-конвертерной плавки продувку начинают при помощи фурмы, расположенной на высоте 1,5 – 3 м над уровнем спокойного металла, которую затем ступенчато опускают в рабочее положение.

3. Увеличение содержания оксидов марганца в шлаке в результате увеличения концентрации марганца в чугуне, применения извести, обогащенной оксидами марганца и др.

4. Подача в ванну флюсов, понижающих вязкость шлака и способствующих растворению извести.

В этом отношении плавиковый шпат значительно эффективнее боксита. Это объясняется тем, что CaF2 не только уменьшает вязкость шлака, но и резко снижает температуру плавления растворов системы CaF2- CaO .

По данным некоторых исследований ввод в шлаке MgO в количестве 4 –6%, например, в виде доломитизированной извести, также способствует понижению вязкости шлака и улучшению шлакообразования.

5. Вдувание порошкообразной извести в первичную реакционную зону кислородного конвертера в потоке кислорода.

В конвертерах верхнего дутья использование этого приема считается нецелесообразным. Однако, оно оправдано в конвертерах донного дутья, где из-за низкого содержания оксидов железа в шлаке (5 – 6%) скорость растворения извести очень мала. В кислородных конвертерах донного дутья окисленность шлака увеличивается только в заключительном периоде продувки при содержании углерода в металле менее 0,1%. Поэтому при выплавке таким способом средне- и высокоуглеродистой стали с использованием кусковой извести процессы десульфурации и дефосфорации почти не получают развития.

6. Подача в ванну высокоосновного агломерата и синтетических материалов, изготовленных из порошков извести и железорудного концентрата, в виде брикетов или окатышей.

7. Увеличение количества подач извести, вводимой в кислородный конвертер по ходу продувки. Сосредоточенный ввод в ванну большого количества извести способствует ее комкованию.

8. Для интенсификации шлакообразования можно оставлять в конвертере до 30% шлака предыдущей плавки. При этом необходима большая осторожность при заливке чугуна в конвертер.

9. Замена односопловых фурм многосопловыми способствует рассредоточению дутья по поверхности ванны, которое сопровождается некоторым увеличением окисленности ванны.

Выбор отдельных мероприятий или их комплекса для улучшения условий шлакообразования должен проводиться с учетом конкретных производственных условий на предприятии.

15.Поясніть,чому при виробництві сталі в кисневих конверторах донного дуття з використанням кускового вапна для наведення шлаку суттєва десульфурація та дефосфорація металу спостерігаються тільки під час виплавки низько вуглецевих марок сталі.

Из-за малого количества в шлаке FeO известь раство­ряется очень медленно. Активное ее растворение и увеличе­ние основности шлака происходит (рис. 97, б) лишь в конце продувки, после того как в шлаке возрастает содержание FeO и углерод окислится до < 0,1 %. Поэтому содержание фосфора и серы в металле в течение почти всей продувки остается неизменным, их удаление начинается лишь послесформирования основного шла­ка, т.е. в конце продувки . В связи с этим для получения стали с низким содержанием фосфора и серы необходима продувка до очень низких (< 0,05 %) содержаний углерода в металле.