06 (РК 1)

6). Выплавка стали. Основные периоды плавки и процессы, происходящие при выплавке стали.

Сущность – снижение содержания С и примесей путем их избирательного окисления о перевода в шлак и газы. Основные материалы – передельный чугун и стальной лом. Так как в чугуне больше всего Fe – оно окисляется в первую очередь. Одновременно с Fe окисляются Si, P, C, Mn, и др. Оксид железа при высок температурах отдает свой кислород более активным компонентам

FeO+Si->SiO₂+Fe+Q FeO+Mn->MnO+Fe+Q

FeO+P->P₂O₅+Fe+Q FeO+C->CO+Fe-Q

В соответсвии с принципом Ле Шателье реакции с +Q, идут быстрее при низких температурах, реакции с –Q, при высоких. После расплавления шихты образуются 2 несмешивающиеся среды: жидкий металл и шлак. Причем компоненты(Mn, Si,..) растворимые в металле и шлаке будут разделяться в определенном соотношении для данной температуры. Т.о., изменяя состав шлака можно менять соотношение примесей в металле.

Этапы:

1-й этап:

Расплавление шихты, окисление железа, окисление примесей, удаление Р. Для этого проводят плавку в основной печи, где можно использовать шлак, содержащий CaO. Шлак должен обладать высокой основностью.

FeO+P₂O₅->(FeO₃)P₂O₅

(FeO₃)P₂O₅+CaO->(CaOP₂O₅)+Fe

2-й этап- Кипение:

Повышение температуры, окисление углерода. Частично удаляются неметаллические включения(прилипают к пузырькам CO). Удаление серы.

FeS+CaO->CaS+FeO

СаS не растворимо в железе, но растворимо в шлаке -> сера удаляется в шлак.

3-й этап Раскисление железа:

2 способа осаждающий и диффузионный. Осаждающий способ – введение в жидкую сталь растворимых раскислителей (Mn, Al,Si). В рез-те Fe восстанавливается, а MnO и др. удаляются в шлак.часть остается – свойства стали снижаются.

Диффузионный способ – раскисление шлака. Ферромарганец, ферросилиций и др. высыпают на шлак в мелкоразмельченном виде. Они восстанавливают оксид железа уменьшая его содержание в шлаке. При этом FeO в растворенный в стали переходит в шлак.