Окисление и восстановление фосфора. Условия его удаления из расплаве стали.
Фосфор растворяется в железе в значительных количествах, и эта реакция сопровождается выделением тепла:
Фосфор явл-ся вредной примесью в сталях:
1)значительно расширяет двухфазную область ликвидус-солидус,что при кристаллизации слитка приводит к сильной ликвации(неоднородности хим. состава).
2)хрупкие прослойки,богатые фосфором снижают пластические свойства стали,особенно при низких t-рах, т.е. вызывают хладноломкость.
В шихту сталеплавильных печей P попадает с расплавом доменного чугуна, в составе стального лома и ферросплавов.
Растворенный в Me-ле P может окисляться кислородом газовой фазы, кислородом закиси железа и кислородом, растворенным в Mе-ле:
При этом все р-ии сопровождаются выделением теплоты.
В случае окисления фосфора газообразным кислородом выделяется максимальное количество тепла и это используется в томасовском конвертерном процессе, где перерабатывают высокофосфористые чугуны в сталь.
При повышении t-ры расплава могут создастся благоприятные условия для восстановления фосфора, поэтому снижение активности оксидов железа в шлаке способствует восстановлению фосфора из шлака при повышенных t-рах.
В реальных шлаках всегда сод-ся некоторое кол-во 
и других компонентов, снижающих активность оксидов железа и повышающих вероятность восстановления фосфора. В результате работы под такими шлаками (с низкой основностью и окисленностью) фосфор, перешедший в шлак при относительно низких t-рах при обычных t-рах сталеварения(свыше 1500 
) практически весь может перейти в Mе-л, поэтому чтобы сохранить фосфор в шлаке необходимо перевести его в более устойчивое соединение или провести замену шлака, т.е. его скачивание и наведение нового.
|
|
|
Чтобы удалить фосфор из Mе-а и удержать его в шлаке необходимо снизить активность 
в шлаке.Это достигается наведением высокоосновного шлака с помощью добавок 
. Основная составляющая извести 
реагирует с 
с образованием устойчивого соединения:
∙ 
∙
Поэтому при протекании реакции со шлаком, содержащим оксиды железа и оксиды кальция получаем 
При продувке сталеплавильной ванны газообразным кислородом в присутствии извести также происходит образование этих соединений:
В ряде случаев для ускорения дефосфорации прибегают к вдуванию в расплав порошкообразной извести в струе кислорода.
Условия для удаления фосфора из расплава:
1. Наличие высокоосновных шлаков
2. Повышенное содержание 
в шлаках
3. Низкая t-ра расплава
4. Низкое сод-ие фосфора в шлаках.
При плавке в кислых печах, где удаление фосфора невозможно, необходимо использовать шихтовые материалы чистые по фосфору, чтобы суммарное сод-ие фосфора в шихте было на 0.01% меньше, чем допускается для выплавляемой марки стали.
|
|
|
13.Сера в сталях и условия её удаления
Сера попадает в сталеплавильные агрегаты с жидким чугуном, с металлическим ломом, добавочными материалами, со стальной и чугунной стружкой, содержащей остатки СО или смазочных материалов из печной атмосферы.
Сера обладает неограниченной растворимостью в жидком железе и ограниченной в твердом. Сульфиды железа образуют с железом низкоплавкую эвтектику с t=988 0С, которая при наличии О2 плавится при еще более низких t-рах что и приводит к красноломкости стали.
При растворении серы в железе также происходит выделение тепла.
{S} → [S]+Q
t-ра кипения S=445 ͦС
Активность серы в жидком железе зависит от состава расплава. С и Si повышают активность серы в расплаве, т.к вытесняют ее из микро ячеек в структуре жидкого Ме-ла и занимают ее место. Поэтому чугун легче очищать от серы чем сталь.
Для удаления серы из расплава стали можно использовать Mn, Mg, Na, Ca и др. редкоземельные Ме-лы.
Некоторое кол-во серы удаляется при выпуске чугуна из дом. печи в результате протекания реакции
[FeS]+[Mn]→(MnS) +[Fe]
В сталеплавильном агрегате сера удаляетсяза счет р-ии с оксидом кальция:
|
|
|
[FeS]+(CaO)→(CaS)+(FeO)
Эта реакция протекает на поверхности раздела металла и шлака и увеличение этой поверхности активизирует протекание данной реакции. Это достигается:
1) За счет перемешивания металла и шлака.
2) За счет вдувания в расплав CaO в виде порошка.
Перемешивание металлов и шлаков достигается за счет кипения ванны, продувание расплава инертными газами и использования устройства для электромагнитного перемешивания расплава.
Если шлак, кроме CaO, содержит некоторое количество оксида Mn, то протекает реакция по удалению серы в шлак:
[FeS]+(MnO)→(MnS)+(FeO)
Условия удаления серы в шлак:
1) Наличие высокоосновных шлаков.
2) Низкое содержание FeO в шлаке.
3) Повышенная t-ра расплава.
4) Низкая концентрация серы в шлаке.
5) Перемешивание расплава.
Некоторое кол-во серы удаляется за счет ее взаимодействия с газообразным кислородом.
[S]+{O2}→{SO2}
Но доля этой реакции в процессах обессеривания мала(менее 10%)
Основным раскислителем при выплавке стали является углерод. [C]+[O]→{CO}
Дата добавления: 2015-12-19; просмотров: 21; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!