Metallurgy.zp.ua
Главная » Электрометаллургия » Шлакообразующие и окислители

Шлакообразующие и окислители

В основных печах для образования шлакового покрова применя­ют известняк, свежеобожженную известь, шамотный бой, боксит и плавиковый шпат; в кислых печах — кварцевый песок, шамотный бой и известь.

Известняк содержит, %: СаО 53-54, MgO 0,4—4,0, SiO2 0,8—1,0, S ≤0,2, п.п.п.(потери при прокаливании) 40—43%. Основным шлако­образующим материалом, способствующим удалению из стали вред­ных примесей (серы и фосфора), является обожженная известь СаО, получаемая из известняка СаСОз при температуре 900-1100 °С в шахтных и вращающихся трубчатых обжиговых печах или в печах ки­пящего слоя. В качестве топлива используют кокс и природный газ.

Свежеобожженная известь содержит, %:    СаО  85—93,    (Fе2Оз + Аl203) ≤3,      S ≤0,1,    СО2   3-5,    MgO ≤ 4, SiO2 ≤4. Известняк в основ­ных дуговых печах применяют редко. К дуговым печам известь (в ку­сках размером 10—60 мм) доставляют в герметичных контейнерах и далее ее хранят в бункерах электросталеплавильного цеха не более 1 сут, так как при более длительном хранении известь в результате взаимодействия с влагой воздуха по реакции CaO + Н2О = Са(ОН)2 «гасится», превращаясь в пушонку. Такую известь использовать для выплавки электростали и внепечной обработки металла запрещено, так как она уже является источником водорода, который переходит в сталь.

Для разжижения известковых шлаков без снижения их основно­сти применяют плавиковый шпат, содержащий >85% CaF2. При производстве высоколегированных сплавов используется плавиковый шпат, содержащий >90% СаF2 и минимальные концентрации SiO2 (≤1,5%) и серы (≤0,2%).

Плавиковый шпат, являющийся весьма дефицитным материалом, иногда заменяют бокситом, содержащим ≥50% Аl203 и ≤20 % FеО при отношении Аl203/SiO2 ≥12. Перед присадкой в шлак боксит про­сушивают или прокаливают для удаления 20-30% влаги. Как прави­ло, боксит в период доводки плавки не используют. Для разжижения шлака применяют бой шамота (30—35% Аl203 и 70—65% SiO2 и вто­ричные отходы динаса. В кислых печах в качестве шлакообразующе­го вещества обычно применяют кварцевый песок ( ≥95% SiO2).

Достаточной жидкоподвижностью и высокими рафинирующими свойствами обладают известково-глиноземистые шлаки, содержащие 53-55% СаО, 43-45% Аl203, ≤3% SiO2 и ≤1% FеО. Эти так называемые синтетические шлаки выплавляют в специальных дуговых печах из вы­сокоглиноземистого полупродукта (>90% Аl2О3) и свежеобожженной извести. Ими обрабатывают металл в ковше при выпуске плавки из ду­говой печи или из любого другого сталеплавильного агрегата.

Для окисления углерода, фосфора и других примесей применяют окислители: железную и марганцевую руду, окалину от металлопро­ката и поковок, хромистую руду, газообразный кислород и другие материалы.

Железную руду используют с возможно большим содержанием железа и минимальным количеством кремнезема, фосфора, серы и других примесей. Наилучшей рудой для электроплавки является су­хой красный железняк Криворожского месторождения с размером кусков 50-100 мм и содержанием оксидов железа 86-91%.

Чаще всего железную руду заменяют агломератом (содержащим, %: Fе  55,  FеО  19, Fе203 62,6, SiO2   7, Мg0 4,  Аl203  3), реже марганцевой рудой (50-52% Мn). В применяемой окалине содержится 65-70% Ре. Иногда в качестве окислителя используют металлизованные окаты­ши с пониженной степенью металлизации.

При выплавке хромистых нержавеющих сталей применяют хро­мистую руду (>45% Сг203) для окисления углерода и одновременно­го обогащения ванны хромом. Наиболее широко в качестве окисли­теля применяют газообразный кислород, содержащий ≥99,5% 02, ≤0,05% N2 и влаги ≤1 г/м3. Давление газообразного кислорода соста­вляет 1—2 МПа.

Продувка ванны неосушенным кислородом повышает содержа­ние водорода в металле на 1—2 см3/100 г и тем самым увеличивает за­грязненность стали дефектами.