Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Материаловедение

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Производство стали

Физико-химические процессы получения стали

Для выплавки стали используются следующие исходные материалы: металлошихта, металлодобавки, флюсы и окислители.

Основная масса металлошихты — это передельный чугун и стальной лом. В состав металлошихты могут входить также продукты прямого восстановления железа из руд, ферросплавы.

Основное назначение передела чугуна в сталь — это снижение содержания в нем углерода, кремния, марганца и фосфора путем окисления и перевода их в шлак или газы.

Металлодобавки в виде ферросплавов вводятся в сталь для ее раскисления и легирования.

Флюсами (добавочными материалами) служат известняк, боксит и плавиковый шпат. Известняк способствует возникновению шлака, а боксит и плавиковый шпат — его жидкотекучесть

Для окислительных процессов источником кислорода является газовая фаза (газообразный кислород, печная атмосфера) или твердые окислители (железная руда, агломерат, окатыши, прокатная окалина).

Железо при взаимодействии с кислородом окисляется по реакции

Газы-окислители печной атмосферы, взаимодействуя с металлом, окисляют и другие элементы, растворенные в металле: в частности,

Окисление примесей также может происходить растворенным в металле кислородом

Элементы с большим химическим сродством к кислороду, чем железо, окисляются оксидом железа, содержащимся в шлаке

В сталеплавильном агрегате под шлаком (преимущественно FeO и СаО) и при сравнительно невысокой температуре удаляется фосфор (дефосфорация металла)

Когда окисление примесей почти завершено, начинают образовываться оксиды железа. Растворяясь в стали, они повышают содержание в ней кислорода. Это вызывает возникновение трещин при пластическом деформировании стали. Поэтому проводят раскисление стали путем ввода элементов (раскислителей) с большим сродством к кислороду. Образующиеся оксиды удаляются в шлак. В качестве раскислителей используют кремний (в виде ферросилиция), марганец (ферромарганец), алюминий и щелочноземельные металлы (ШЗМ). В сталеплавильных агрегатах применяют глубинное (внутрь металла) раскисление, протекающее по реакциям

В агрегатах с окислительной атмосферой (конвертеры, мартеновские печи, например) иногда используется диффузионное (на шлак) раскисление [1]

В шлаке резко сокращается содержание FeO, что способствует получению более качественной стали.

Чтобы удалить серу, наводят шлак с еще большим содержанием СаО; к этому времени ванна доводится до высокой температуры. Сера в виде сульфидов удаляется в шлак:

В случае необходимости плавку может завершать легирование, тогда в сталь вводят легирующие элементы.

Установлено, что получение стали из железорудного сырья составляет 57%, а с учетом утилизации отходов — 63%.

Наиболее перспективными являются кислородно-конвертерный и электросталеплавильный способы получения стали.

  • [1] Элементы, стоящие в квадратных скобках, входят в состав металла, а в круглых — шлака.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>