Технология конструкционных материалов. Мутылина И.Н. - 17 стр.

       По мере удаления фосфора из металла содержание фосфора в шлаке увеличивается.
Изменяя состав шлака, можно менять соотношения между количеством примесей в металле и
шлаке так, что нежелательные примеси будут удаляться из металла в шлак. Убирая шлак с по­
верхности и наводя новый шлак путем введения флюса требуемого состава, можно удалять
вредные примеси (S, P) из металла. Поэтому регулирование состава шлака с помощью флюсов
является одним из основных путем управления металлическими процессами.
       2. «Кипение» металлической ванны.
       Этот этап начинается по мере прогрева металлической ванны до более высоких темпе­
ратур, чем на первом этапе. При повышении температуры металла более интенсивно проте­
кает реакция окисления углерода, происходящая с поглощением теплоты: FeO+C→Fe+CO.
       Поскольку в металле содержится больше углерода, чем других примесей, то для окис­
ления углерода в металл вводят значительное количество руды, окалины или вдувают кисло­
род. Образующийся в металле оксид железа реагирует с углеродом, пузырьки оксида углерода
СО выделяются из жидкого металла, вызывая «кипение» ванны.
       При «кипении» металлической ванны уменьшается содержание углерода в металле
до требуемого, выравнивается температура по объему ванны, частично удаляются неме­
таллические включения, прилипающие к всплывающим пузырькам СО, а также другие газы,
проникающие в пузырьки СО. Все это способствует повышению качества металла. Поэтому
этап «кипения» ванны является основным этапом в процессе выплавки стали.
       В этот же период создаются условия для удаления серы из стали. Сера в стали нахо­
дится в виде сульфида FeS, который растворяется также в шлаке. Сульфид железа FeS,
растворенный в шлаке, взаимодействует с оксидом кальция CaO, также растворенным в шла­
ке: FeS+CaO→CaS+FeO. Эта же реакция протекает на границе металл – шлак (между FeS,
растворенном в стали, и СаО, растворенном в шлаке). Образующееся соединение CaS раство­
римо в шлаке, но не растворимо в железе, поэтому сера удаляется в шлак.
       Поэтому при плавке в печах с основной футеровкой, где в качестве флюса используют
CaCO3, можно снизить содержание вредных примесей в стали, и, следовательно, в этих печах
можно выплавлять сталь из шихты любого химического состава.
       В сталеплавительных печах с кислой футеровкой нет условий для уменьшения количе­
ства фосфора и серы, т.к. использовать основной шлак с высоким содержанием СаО нельзя
из­за возможности разрушения футеровки. Поэтому в кислых печах можно выплавить сталь
только из шихтовых материалов с малым количеством серы и фосфора.
       Содержание серы и фосфора в судокорпусных сталях строго ограничено и не должно
превышать 0,04 % каждого из элементов. Современные методы выплавки стали не обеспечи­
вают полного удаления серы и фосфора, в связи с чем рекомендуется использовать исходную
шихту с минимальным его содержанием.
       3. Раскисление стали.
       Раскисление стали заключается в восстановлении оксида железа, растворенного в жид­
ком металле.
       При плавке повышение содержания кислорода в металле необходимо для окисления
примесей, но в готовой стали кислород – вредная примесь, т.к. понижает механические свой­
ства особенно при высоких температурах.

                                             17