- •Раздел 1. Общие вопросы производства черных металлов и сплавов
- •Раздел 2. Подготовка руд к плавке и производство чугуна
- •2.1. Сырые материалы, применяемые при производстве черных металлов. Железные руды: определение, классификация, оценка качества.
- •2.3. Подготовка железных руд к доменной плавке. Производство окисленных окатышей.
- •2.4. Профиль доменной печи. Основное и вспомогательное оборудование.
- •2.5. Доменный процесс. Восстановление оксидов в доменной печи. Образование чугуна и шлака. Газодинамика и теплообмен в доменной печи.
- •2.7.Бездоменное получение железа с применением твердых восстановителей.
- •2.6. Интенсификация процесса
- •2.8 Бездоменное получение железа с использованием газообразных восстановителей.
- •3..1 Классификация стали
- •3.2. Основные реакции сталеплавильного производства. Шлакообразование. Состав и свойства сталеплавильных шлаков и их роль в технологическом процессе.
- •Материалы, используемые при производстве стали
- •3.4 Конвертерное производство стали. Нормативный цикл конвертерной плавки. Общее устройство основного оборудования.
- •Раскисление и легирование стали в ковше
- •Обработка металла вакуумом
- •Продувка металла инертными газами в ковш
- •Внеагрегатная десульфурация
- •3.11. Десульфурация стали с использованием синтетических шлаков, твердых и порошкообразных смесей. Влияние обработки на качество готового металла.
- •3.12. Вакуумирование жидкой стали в ковше: способы и технологии, применяемое оборудование. Влияние вакуумирования на качество готового металла. Комплексная обработка жидкой стали в ковше.
- •3. Метод порционной вакуумной обработки dh.
- •4. Циркуляционная вакуумная обработка rh.
- •5. Вакуумная установка ковш — печь (метод.Asea—skf).
- •3.14. Непрерывные сталеплавильные процессы: варианты технологических схем и применяемого оборудования. Современное состояние и перспективы развития.
- •4.1. Оборудование для разливки стали. Способы разливки стали. Сравнение показателей разливки сверху и сифоном.
- •4.2. Структура стального слитка. Кристаллическая и химическая неоднородность. Явление усадки.
- •4.3. Непрерывная разливка стали. Технология и преимущества непрерывной разливки. Виды машин непрерывного литья заготовок.
Раскисление и легирование стали в ковше
Атмосфера большинства сталеплавильных агрегатов — окислительная. При окислительном характере газовой фазы какое-то количество кислорода всегда переходит из газовой фазы в металл.
Растворимость кислорода в γ-Fe при температуре плавления (1539ºС) составляет 0,034 %, и далее при охлаждении она изменяется в соответствии с уравнением lg [О] = - 12630/Т + 5,51, а также скачкообразно уменьшается при полиморфных превращениях железа γ-β-α. Это приводят к выделению из металла кислорода в виде дисперсной оксидной фазы. Чем меньше содержание кислорода, тем позднее начинается это выделение. При относительно низких концентрациях кислорода его обособление в самостоятельную фазу происходит уже во время службы изделия, что способствует охрупчиванию (старению) стали. Выделение кислорода в виде оксидной фазы при температурах прокатки или ковки может быть причиной плохой деформируемости стали в горячем состоянии и ее пониженной пластичности (особенно низкой ударной вязкости).
Для устранения отрицательных последствий присутствия кислорода сталь раскисляют. Раскисление заключается в связывании растворенного в металле кислорода в прочные оксиды, которые в большей части удаляются из металла.
Если металл содержит примеси, сродство которых к кислороду выше, чем у железа, то происходит окисление этих примесей и концентрация кислорода в металле уменьшается.
Если эти примеси вводят в ванну специально для того, чтобы уменьшить содержание кислорода, то их называют раскислителями. В качестве таких элементов-раскислителей используют марганец, кремний, алюминий, кальций, редкоземельные элементы. Раскислителем является также углерод. Кислород, растворенный в металле, реагирует с углеродом, и в результате реакции [О] + [C] = СОгаз происходит кипение металла.
В случае введения в металл элементов в количествах, превышающих их расход на раскисление стали (связывание кислорода), то процесс называют легированием стали
Способы раскисления и легирования стали
Технологическую операцию, при которой растворенный в металле кислород переводится в нерастворимое в металле соединение или удаляется из металла, называют, раскислением. После операции раскисления сталь называют раскисленной. Такая сталь при застывании в изложницах ведет себя «спокойно», из нее почти не выделяются газы, поэтому такую сталь часто называют «спокойной». Если же операцию раскисления не проводить, то в стали при ее постепенном охлаждении в изложнице будет протекать реакция между растворенным в металле кислородом и углеродом [О] + [С] = СОгаз. Образующиеся при этом пузырьки окиси углерода будут выделяться из кристаллизующегося слитка, металл будет бурлить. Такую сталь называют «кипящей».
В некоторых случаях раскисление стали проводят таким образом, чтобы удалить из нее не весь кислород. Оставшийся растворенный кислород вызывает кратковременное «кипение» металла в начале его кристаллизации. Такую сталь называют «полуспокойной».
В современном производстве стали применяют следующие способы раскисления стали: а) глубинное (осаждающее); б) диффузионное; в) обработкой синтетическими шлаками; г) обработкой вакуумом.