но проведення плавки в основній печі, де шлак містить. Фосфорний ангідрид утворює з оксидом заліза нестійке з'єднання. Оксид кальцію - більш сильне підставу, ніж оксид заліза, тому при невисоких температурах пов'язує і переводить його в шлак:
.
Для видалення фосфору необхідні невисокі температура ванни металу і шлаку, достатній вміст у шлаку. Для підвищення вмісту в шлаку і прискорення окислення домішок в піч додають залізну руду і окалину, наводячи залозистий шлак. За Віддаляючись фосфору з металу в шлак, вміст фосфору в шлаку збільшується. Тому необхідно прибрати цей шлак з дзеркала металу і замінити його новим зі свіжими добавками.
Другий етап - кипіння металевої ванни - починається у міру прогріву до більш високих температур.
При підвищенні температури більш інтенсивно протікає реакція окислення вуглецю, яка відбувається з поглинанням теплоти:
.
Для окислення вуглецю в метал вводять незначну кількість руди, окалини або вдувають кисень.
При реакції оксиду заліза з вуглецем, пляшечки оксиду вуглецю виділяються з рідкого металу, викликаючи "кипіння ванни ". При "кипінні" зменшується вміст вуглецю в металі до необхідного, вирівнюється температура за об'ємом ванни, частково видаляються неметалеві включення, що прилипають до спливаючих бульбашок, а також гази, які проникають у пухирці. Все це сприяє підвищенню якості металу. Отже, цей етап - основний в процесі виплавки сталі. p> Також створюються умови для видалення сірки. Сірка в стали знаходиться у вигляді сульфіду (), який розчиняється також в основному шлаку. Чим вище температура, тим більша кількість сульфіду заліза розчиняється в шлаку і взаємодіє з оксидом кальцію:
В
Образующееся з'єднання розчиняється в шлаку, але не розчиняється в залізі, тому сірка видаляється в шлак.
Третій етап - розкислення стали полягає у відновленні оксиду заліза, розчиненого в рідкому металі.
При плавці підвищення вмісту кисню в металі необхідно для окислення домішок, але в готовій сталі кисень - шкідлива домішка, так як знижує механічні властивості сталі, особливо при високих температурах.
Сталь раскисляют двома способами: облягають і дифузійним.
осаджувати розкислення здійснюється введенням в рідку сталь розчинних розкислювачі (феромарганцю, феросиліцію, алюмінію), що містять елементи, які володіють великим спорідненістю до кисню, ніж залізо.
У результаті розкислення відновлюється залізо і утворюються оксиди:, які мають меншу щільність, ніж сталь, і віддаляються в шлак.
Дифузійне розкислення здійснюється розкисленням шлаку. Феромарганець, феросиліцій і алюміній в подрібненому вигляді завантажують на поверхню шлаку. Раскислители, відновлюючи оксид заліза, зменшують його вміст у шлаку. Отже, оксид заліза, розчинений в сталі переходить у шлак. Утворені при цьому процесі оксиди залишаються в шлаку, а відновлене залізо переходить в сталь, при цьому в сталі знижується вміст неметалевих включень і підвищується її якість.
Залежно від ступеня розкислення виплавляють стали:
а) спокійні,
б) киплячі,
в) напівспокійну.
Спокійна сталь виходить при повному раскислении в печі і ковші.
Кипляча сталь раскислена в печі неповністю. Її розкислення триває у виливниці при затвердінні злитка, завдяки взаємодії оксиду заліза і вуглецю:,
Утворений оксид вуглецю виділяється із сталі, сприяючи видаленню з стали азоту і водню, гази виділяються у вигляді бульбашок, викликаючи її кипіння. Кипляча сталь не містить неметалічних включень, тому має гарну пластичність.
Полуспокойная сталь має проміжну розкислення між спокійною і киплячій. Частково вона раскисляют в печі і в ковші, а частково - в изложнице, завдяки взаємодії оксиду заліза і вуглецю, що містяться в сталі.
Легування стали здійснюється введенням феросплавів або чистих металів у необхідній кількості в розплав. Легуючі елементи, у яких спорідненість до кисню менше, ніж у заліза (), при плавці і розливанні НЕ окислюються, тому їх вводять в будь-який час плавки. Легуючі елементи, у яких спорідненість до кисню більше, ніж у заліза (), вводять в метал після розкислення або одночасно з ним в кінці плавки, а іноді в ківш.
Способи виплавки сталі
Чавун переробляється в сталь в різних за принципом дії металургійних агрегатах: мартенівських печах, кисневих конвертерах, електричних печах.
Виробництво сталі в мартенівських печах
Мартенівський процес (1864-1865, Франція). У період до сімдесятих років був основним способом виробництва сталі. Спосіб характеризується порівняно невеликою продуктивністю, можливістю використання вторинного металу - сталевого скрапу. Місткість печі складає 200 ... 900 т. Спосіб дозволяє отримувати якісну сталь.
Мартенівська піч (рис.2.2) за пристрою і принципу роботи є полум'яної відбивної регенеративної піччю. У плавил...
