2.4 Ковшевой шлак
Шлак должен обладать следующими свойствами:
быстрое растворение при низкой температуре
оптимальная вязкость.
хорошая способность к поглощению неметаллических включений и серы.
Углеродистые марки стали раскисляются кремнием или алюминием. В таблице 2.3 приведены примерные составы ковшевых шлаков:
Таблица 2.3 – Состав ковшевых шлаков
2.4 Ковшевой шлак
Шлак должен обладать следующими свойствами:
быстрое растворение при низкой температуре
оптимальная вязкость.
хорошая способность к поглощению неметаллических включений и серы.
Углеродистые марки стали раскисляются кремнием или алюминием. В таблице 2.3 приведены примерные составы ковшевых шлаков:
Таблица 2.3 – Состав ковшевых шлаков
2.4 Ковшевой шлак
Шлак должен обладать следующими свойствами:
быстрое растворение при низкой температуре
оптимальная вязкость.
хорошая способность к поглощению неметаллических включений и серы.
Углеродистые марки стали раскисляются кремнием или алюминием. В таблице 2.3 приведены примерные составы ковшевых шлаков:
Таблица 2.3 – Состав ковшевых шлаков
| Состав шлака | Раскисление кремнием [1] | Раскисление алюминием [2] |
| (%) | (%) | |
| CaO | 40 50 | 45 60 |
| MgO | ≤ 10 | ≤ 10 |
| Al2O3 | ≤ 20 | 25 40 |
| SiO2 | 25 40 | ≤ 20 |
| FeO + MnO | < 0.5 | < 0.5 |
В сумме CaO, Al2O3 плюс SiO2 должно получиться около 90 %.
Доля MgO в шлаке должна составлять 5-10% , чтобы снизить износ огнеупорной футеровки.
На рисунке 2.2 изображена трехфазовая диаграмма шлака, на которой показаны две предпочтительные зоны. Зона (1) для стали, раскисленной кремнией, зона (2) – для раскисленной алюминием. Диаграмма шлаковых фаз является ориентировочной. Температуры свыше 1600 °C приемлемы для растворения шлака ввиду нагрева стали погруженными дугами.
Рисунок 2.2 - Диаграмма шлаковых фаз для углеродистых марок стали
Синтетическая шлаковая смесь должна выполняться после легирования. Смесь большей частью состоит из извести (CaO), и алюминатов (Al2O3 или боксит). Если имеется доломитовая известь, то доля MgO должна составлять не более 5%.
Плавиковый шпат (CaF2) из экологических соображений и в целях сохранения стойкости футеровки ковша лучше по возможности не использовать.
При производстве критических марок стали рекомендуется использовать предварительно расплавленные синтетические шлаки из-за низкого содержания водорода и их хорошей растворимости. Однако их применение ограничено высокой ценой на них.
Чтобы накрыть электрическую дугу и защитить огнеупорный материал, необходимо около 10кг шлака на тонну стали. Длина электрической дуги определяется ее напряжением. Во избежание науглероживания и в зависимости от мощности и размера ковша рекомендуется установить длину электрической дуги от 50 до 120мм. Чем больше размер ковша, тем длиннее электрическая дуга.
2.5 Десульфурация
Сера, наряду с фосфором, является одной из самых больших проблем при производстве стали. При остывании стали сера осаждается на границах частицы в форме FeS и образует низкоплавкую эвтектику, которая может привести к красноломкости.
Снижения содержания серы в стали можно добиться с помощью элементов, обладающих химическим родством с серой, а именно, Ce, Ca, Mg, Na и Mn по сравнению с Fe, или с помощью шлака.
Оксиды металлов должны образовывать с серой стабильные сульфиды и не растворяться в железе. В отношении извести (CaO) уравнение десульфурации (2.1) имеет следующий вид:
| [CaO] + [FeS] = (CaS) + (FeO) | (2.1) |
Так как способность к поглощению шлака у CaS с FeO не безгранична, в особых случаях шлак нужно удалять и добавлять новую известь.
Исходя из вышеупомянутой реакции, эффективная десульфурация зависит от следующих факторов:
Температура шлака.
Состав ковшевого шлака и его основность.
Активность свободного кислорода (FeO+MnO).
Энергия перемешивания, которая влияет на коэффициент массообмена.
Количество ковшевого шлака.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 18