8. Описание скраб - процесса

Способ выплавки стали зависит от состава шихты (смеси исходных материалов), используемой при плавке. В мартеновском цеху завода «Петросталь» применяется так называемый скрап-процесс, при котором шихта состоит из стального лома (скрапа) и 25—45 % чушкового передельного чугуна; процесс применяют на заводах, где нет доменных печей, но расположенных в промышленных центрах, где много металлолома.

Скрап-процесс служит для переработки скрапа. В предварительно разогретую печь загружают около 70% скрапа и 30 % чугуна. Кроме того, в шихту вводят известь в качестве шлакообразующего вещества. В первую очередь расплавляется чугун, при температуре около 1200 С растворяющий железо. Таким путем получают жидкий металл, содержащий углерод, кремний, марганец и другие примеси, внесенные в шихту с чугуном. При плавлении шихты часть железа окисляется кислородом воздуха, подаваемого в печь. При этом образуется окалина.

9. Раскисление сталей

Раскисление стали - в процессе выплавки стали в дуговых печах металл содержит некоторое количество кислорода. Содержание его зависит от содержания в металле углерода.

Во время кристаллизации в изложницах или формах взаимодействие углерода с кислородом продолжается и даже усиливается вследствие ликвации кислорода, т. е. повышения содержания его в маточном растворе из-за малой растворимости в твердом металле. Это приводит к образованию газообразной окиси углерода и эффекту кипения. Если такое кипение происходит очень интенсивно, металл поднимается («вскипает»), затем опускается и слиток или отливка получаются не плотными, с газовой пористостью и непригодными для использования. Для получения качественного слитка кипение необходимо регулировать или совсем предотвратить. В первом случае получаемую сталь называют кипящей, во втором — спокойной.

Понижение содержания кислорода в стали или связывание его в достаточно прочные соединения называют раскислением стали.

Наиболее распространенным способом удаления кислорода стали служит глубинное (осаждающее) раскисление. Применяется оно при выплавке стали во всех сталеплавильных агрегатах и осуществляется присадкой в металл (поэтому «глубинное») элементов, связывающих кислород в достаточно прочные окислы. Более или менее полное удаление образовавшихся окисных включений — продуктов раскисления происходит в результате их осаждения — всплывания или выноса потоками металла и перехода в шлак или на твердые межфазные поверхности.

Вторым способом раскисления стали служит диффузионное раскисление, происходящее в результате развития диффузионных процессов между металлом и шлаком, содержащим менее 1 % FeO. Такой шлак может быть восстановителем по отношению к металлу и понижать в нем содержание кислорода.

Третий способ раскисления стали заключается в обработке стали вакуумом. Основан он на том, что в вакууме понижается равновесное с углеродом содержание кислорода.

Способы раскисления сталей

1. Раскисление марганцем

Марганец является сравнительно слабым раскислителем. При введении марганца в сталь образуются продукты раскисления, состоящие из FeO и MnO. Концентрация MnO в шлаковом расплаве зависит от содержания марганца в металле и температуры.

2. Раскисление кремнием

Кремний – более сильный раскислитель, чем марганец. При малых содержаниях кремния в стали и высоком содержании кислорода продуктом раскисления является не чистый кремнезем, а силикаты различного состава.

3. Раскисление алюминием

Алюминий является очень сильным раскислителем и в связи с этим широко применяется в практике сталеварения для раскисления стали. Раскислительная способность алюминия экспериментально определялась многими исследователями. Трудности экспериментального изучения раскислительной способности алюминия связаны со сравнительно большой погрешностью определений малых концентраций кислорода и раскислителя в расплаве, а также низкого окислительного потенциала в газовой фазе.