Технологические процессы и оборудование отраслей. Белов А.В - 40 стр.

ми, на которые подаётся трёхфазный ток, и металлом. Недостатком электроду-
говых печей является сильный перегрев металла в зоне горения дуги. Темпера-
тура в этой зоне почти вдвое превышает температуру плавления металла. Это
приводит к сильному окислению металла (угару), причём значительное количе-
ство оксидов железа теряется в виде бурого дыма, что приводит к загрязнению
атмосферного воздуха.
     После расплавления и в жидком сплаве происходят процессы окисления, но
интенсивность этих процессов много меньше, чем на воздухе. Окисляется прежде
всего железо, а затем и примеси. FeO распределяется между металлом и шлаком,
растворяясь в них. Таким образом, FeO играет роль передатчика кислорода:
                                2Fe + O2 = 2FeO + Q,
                            Mn + FeO = MnO + Fe + Q,
                            Si + 2FeO = SiO2 + 2Fe + Q.
    В конце окислительного периода при t > 1400 °С начинается окисление С.
При использовании для выплавки стали чугуна (передельного и (или) литейно-
го), углерода после расплавления обычно выделяется значительно больше, чем
требуется. Для удаления излишнего углерода добавляют руду, содержащую ок-
сиды железа. В результате происходит окисление углерода по реакции
С + FeO = Fe + CO↑ - Q (эндотермическая реакция). Так как при этом выделя-
ется угарный газ, то внешне это выглядит, как кипение стали. Хотя сталь имеет
температуру значительно меньше, чем температура её кипения.
    Основные шлаки позволяют в процессе плавления производить удаление
вредных примесей (P, S). Дефосфоризация происходит по реакции
                   2P + 5FeO + 4CaO = (CaO)4P2O5 + 5Fe + Q – .
Соединения фосфора, растворяясь, распределяются между металлом и шлаком
в определенном соотношении. После двух, трех скачиваний шлака можно обес-
печить содержание Р < 0,015 %.
    В этот же период проводят десульфацию. Наводят «белый» шлак СаО + С
(кокс или электродный бой) + СаF2 (плавиковый шпат) в пропорции 12:1:2.
                       FeS + CaO + C = CaS + Fe + CO↑ - Q.
Степень десульфации до 75 ... 80 %.
    2. Восстановительный период. Цель: восстановить Fe из FeO. Оксиды желе-
за при затвердевании стали выпадают из раствора и резко ухудшают прочност-
ные и пластические свойства стали. Поэтому восстановление оксидов является
очень важной частью процесса. Раскисление производят ферросплавами, кото-
рые могут вводиться в жидкий металл и непосредственно взаимодействовать с
ним или погружаться на штанге в шлак. Первый способ называется осаждаю-
щим, второй – диффузионным. Наиболее быстрым и потому более дешёвым
способом раскисления является осаждающий, но при его длительном использо-
вании ухудшается пластичность и ударная вязкость металла. Это связано с на-
коплением оксидов в металле за счёт многократного использования при пере-
плаве литниковых систем и литейного брака. Реакции при раскислении:
                               FeO + Mn = MnO + Fe,
                              2FeO + Si = SiO2 + 2Fe,
                             3FeO + 2Al = Al2O3 + 3Fe.

                                     39