Производство металлических конструкционных материалов. Казармщиков И.Т. - 29 стр.

     Фосфор. Фосфор в шихтовых материалах находится в виде соединений
(FeO)3 ⋅ P2O5 и (СаО)3 ⋅ P2O5. При температурах выше 1000 °С фосфат железа
восстанавливается оксидом углерода и твердым углеродом с образованием
фосфида железа Fe3P. При температурах выше 1300 °С фосфор восстанавливается
из фосфата кальция. Фосфор и фосфид железа полностью растворяются в железе.
Условия доменной плавки не позволяют удалить из металла фосфор. Весь
фосфор, содержащийся в шихте, восстанавливается и полностью переходит в
чугун. Поэтому, единственным способом получения малофосфористых чугунов
является использование чистых по фосфору шихтовых материалов.
     Сера. Сера, наряду с фосфором и мышьяком, относится к вредным
примесям чугуна, ухудшающим качество металла. Поэтому, большое внимание
уделяется проблеме снижения серы в чугуне, а затем и в стали. Сера может
присутствовать в шихтовых материалах в виде органической серы и соединений
FeS2, FeS, СaSO4. Независимо от формы, в которой она присутствует в шихте,
большая часть серы растворяется в чугуне в виде FeS. Задача удаления серы из
чугуна заключается в том, чтобы максимальное количество серы перевести из
металла в другие продукты доменной плавки – газ и шлак. Сера летуча, и поэтому
часть ее удаляется с газом при нагреве шихты в печи. Количество серы,
удаляющееся с газовой фазой невелико – от 5 до 10% от общего содержания серы
в шихте. Большая часть серы переводится в шлак в результате химического
взаимодействия серы чугуна с оксидом кальция, что требует повышенного
содержания СаО в шлаке:
                          FeS + CaO = CaS + FeO.
     В последнее время используют различные способы внедоменного удаления
серы из чугуна (десульфурации чугуна). Сущность всех этих способов
заключается в том, что полученный в результате доменной плавки сернистый чу-
гун подвергают обработке после выпуска из печи химическими реагентами,
поглощающими серу из чугуна и переводящими ее в шлак. В качестве таких
реагентов используют:
     -     порошкообразную обожженную известь (СаО);
     -     карбид кальция (СаС2);
     -     соду (Na2CO3).
     Все эти соединения при взаимодействии с серой чугуна дают переходящие в
шлак соединения СаS, Na2S.
     Таким образом, шихта, опускаясь в печи, достигает зоны температур 1000 –
1100 °С. При этих температурах, восстановленное из руды твердое железо,
взаимодействуя с оксидом углерода, коксом и сажистым углеродом интенсивно
растворяет углерод, образуя карбид железа:
                          3Fe + C = Fe3C.
     Вследствие этого, температура плавления железа понижается и на уровне
распара и заплечиков оно расплавляется. Капли железоуглеродистого сплава,
протекая по кускам кокса, насыщаются дополнительно углеродом.
     В результате растворения в железе углерода, марганца, кремния, фосфора и
серы в доменной печи образуется чугун. А в результате сплавления оксидов