В современных печах при активном использовании кислорода, которое начинается на стадии плавления металлошихты, период расплавления совмещен с окислительным периодом. Основная задача окислительного периода заключается в окончательном удалении фосфора. Начинается этот процесс при расплавлении порядка 70–80% металлошихты при активном сходе шлака.
Для создания благоприятных условий дефосфорации необходимо обеспечить требуемую окисленность ванны, которая достигается за счет активной продувки расплава кислородом и снижением содержания углерода в металле до значений 0,1–0,05% и менее. При этом основность шлака должна быть на уровне 2–3. Окисление фосфора протекает по реакции:
2[P] + 5(FeO) + 4(СаО) = (P2O5)·4(СаО) + 5 [Fe]
Для протекания реакции окисления фосфора необходимы: высокое содержание кислорода в металле и шлаке, повышенное содержание CaO в шлаке и пониженная температура в реакционной зоне. Выполнение этих условий обеспечивают наводкой свежего шлака и постоянным обновлением шлака путем скачивания из печи насыщенного (СаО)4 ·P2O5 шлака.
По ходу окислительного периода происходит дегазация стали — удаление из нее водорода и азота, которые выделяются в пузыри СО, проходящие через металл. Выделение пузырьков СО сопровождается удалением из металла неметаллических включений, которые выносятся на поверхность потоками металла или поднимаются наверх вместе с пузырьками газа.
Хорошее кипение ванны обеспечивают перемешивание металла, выравнивание температуры и химического состава.
К концу окислительного периода шлак имеет примерный состав:
- 40–45% CaO;
- 10–20% SiO2;
- 10–20% FeO;
- 5–19% MgO;
- 2–4% Al2O3;
- 0,5–2,0% P2O5 (основность 2,5–4,0).
Общая продолжительность окислительного периода зависит от мощности трансформатора и продувочных устройств. На лучших печах время выплавки полупродукта в дуговой электросталеплавильной печи (ДСП) составляет 35–50 мин.
После окислительного периода проводят полное скачивание шлака для удаления из печи фосфора. Далее плавку ведут под восстановительным белым шлаком, содержащим менее 0,5% FeO.
В этот период происходит диффузионное раскисление металла, завершается десульфурация до требуемого содержания серы, легирование металла и регулирование его температуры перед выпуском.
Десульфурация металла активно проходит в восстановительный период плавки, а также при выпуске стали под слоем шлака, когда происходит хорошее перемешивание металла со шлаком:
[S] + (CaO) = CaS = [О]
Десульфурации способствует хорошее раскисление стали и шлака, высокое содержание извести в шлаке и высокая температура.
В цехах, оборудованных агрегатами «ковш-печь», операции окислительного и восстановительного периодов, раскисления и легирования выполняются в одну стадию.
Если понравилась статья просим оценить ее лайком и оставить своё мнение в комментариях! Советуем подписаться, чтобы не пропустить много интересных статей в будущем!
#технологии #наука #оборудование #промышленность #экология #сталь #выплавкастали