- •Контрольная работа №1 по предмету: «Электрометаллургия стали и спецэлектрометаллургия»
- •1.1 Место электроплавки в сталеплавильном производстве
- •Подготовка электропечи к плавке.
- •3.1 Подготовка электропечи к плавке. Заправочные материалы. Механизация заправки футеровки ванны.
- •4.1 Определение технологических параметров дефосфорации
- •Технологические функции и характеристики шлаков электроплавки.
- •Неметаллические включения в электростали. Способы удаления нв, в том числе при впо (обосновать).
- •7.1 Возможности получения низкофосфористой высоколегированной стали. Чем определяется уровень окисленности расплава?
- •Дефосфорация стали в слабоокислительных и восстановительных условиях. Особенности дефосфорации высоколегированных расплавов.
- •Теория и практика десульфурации электроплавки. Сера в стали. Способы ввода (применения) десульфураторов.
- •Подготовка ванны и печи к выпуску стали в ковш.
- •Методы плавки стали в дсп с основной футеровкой.
- •Выплавка электростали методом переплава легированных отходов. Особенности расчета металлошихты.
- •Выплавка электростали по одношлаковой технологии. Преимущества и недостатки. Технико-экономические показатели.
- •Технология выплавки стали 03х18н11 методом аргонно-кислородного обезуглероживания. Обосновать изменение соотношений между кислородом и аргоном по ходу обезуглероживания.
- •Способы интенсификации электроплавки. Технико-экономические показатели.
Дефосфорация стали в слабоокислительных и восстановительных условиях. Особенности дефосфорации высоколегированных расплавов.
Существенно отличающиеся возможности проведения окислительных процессов при плавке стали в кислородных конвертерах и плавке в дуговых печах вызывают необходимость применения разных технологических приемов дефосфорации при выплавке стали в этих агрегатах.
Особенностью плавки стали в кислородном конвертере является интенсивная дефосфорация с самого начала продувки (см. рис. 10). В первый период продувки, т.е. до начала окисления углерода, этому способствует быстрое нарастание содержания (FeO) в шлаке и, связанное с этим, интенсивное растворение извести с соответствующим ростом содержания (CaO). Весьма важно то, что эти процессы протекают при относительно низкой температуре.
Как известно, дефосфорация стали происходит в результате развития реакции
2[P] + 5(Fe2+) + 8(O2-) = 2(PO43-) + 5[Fe]
Как следует из этих уравнений, именно отмеченные выше условия начала продувки, высокое содержание FeO и CaO в шлаке и низкая температура ванны, необходимы для дефосфорации стали.
Окисление фосфора продолжается и в первой половине второго периода. В это время отрицательное влияние на дефосфорацию понижения содержания (FeO) и повышения температуры компенсируется значительным повышением содержания СаО и понижением содержания SiO2 в шлаке, и, следовательно увеличением основности шлака. Во второй половине второго периода содержание фосфора в металле стабилизируется.
При дальнейшем понижении содержания углерода в металле в конце плавки (III период) вследствие стремительного роста содержания FeO и CaO в шлаке вновь происходит интенсивная дефосфорация, даже при высокой температуре.
При содержании фосфора в чугуне ≤ 0,3 % получение обычно допустимого содержания его в стали не вызывает трудностей. При более высоком содержании фосфора в чугуне приходится применять дополнительные меры для его удаления. Обычно для этого производят смену шлака в конвертере: шлак скачивают и наводят новый. Чугун, содержащий более 0,4-0,5 % Р, не используют вследствие значительного усложнения дефосфорации и связанного с этим удорожания стали. Процесс делается вновь рентабельным при содержании фосфора 1,4-2,4 % вследствие того, что в результате конвертерной плавки стали дополнительно получается используемый в сельском хозяйстве в качестве удобрения фосфат шлак (P2O5 ≤ 14 %). Такой процесс передела высокофосфористого чугуна широко используется в Западной Европе. При плавке стали в дуговой печи условия дефосфорации менее благоприятны вследствие медленного шлакообразования и низкого содержания FeO в шлаке периода плавления, когда температура металла еще низкая, что создает условия для удаления фосфора.
Для ускорения шлакообразования в период плавления в конце завалки в ДСП присаживают железную руду, таким образом, искусственно увеличивая количество оксидов железа в ванне. Главным же образом дефосфорацию проводят в окислительный период вместе с окислением углерода. С этой целью после расплавления и нагрева ванны в нее присаживают одновременно железную руду и известь. Резкий подъем содержания оксидов железа в шлаке способствует быстрому растворению извести и, вследствие одновременного повышения содержания (FeO) и (CaO), происходит дефосфорация стали.
Кроме термодинамических условий, состава шлака и температуры, на количество удаленного из металла фосфора влияет количество шлака. Для того чтобы убедиться в этом, составим упрощенный баланс плавки по фосфору:
[P0]Gшихт =[P]G мет + 0,437(P2O5)Gшл,
где Р0 - содержание фосфора в шихте; G - масса; индексы: шихт -в шихте; мет - в металле; шл - в шлаке; 0,437- коэффициент, учитывающий долю Р в Р2О5. Учитывая, что Gшихт ≈Gмет и Gшл =aG/100,
где а - количество шлака в % от массы металла, получим
[P0] = [P] + 0,437(P2O5)a/100,
Как видно из полученного уравнения, содержание фосфора в металле понижается с увеличением коэффициента распределения его между шлаком и металлом, (%Р2О5)/[%P], который зависит от состава шлака, и с увеличением количества шлака, (а). Поэтому в окислительный период с присадками железной руды и извести, равномерными порциями, следует обеспечить сход достаточно жидкоподвиж-ного пенистого шлака. Таким образом, вследствие схода шлака и непрерывной наводки нового, количество шлака, участвующего в процессе, увеличивается. Кроме того, при сходе шлака часть фосфора удаляется из ванны, и он не может быть восстановлен после окончания окислительного периода, когда понижается содержание FeO в шлаке и повышается температура.
Правильно организованный температурный режим окислительного периода, без чрезмерного перегрева и без чрезмерного охлаждения присадками железной руды, постоянное обновление шлака при поддержании его основности 2,7–3,0 и содержания (FeO) 15–20 % позволяют без особых затруднений получать в стали ≤ 0,010–0,012 % [P].