Продукты раскисления и их удаление

При осаждающем раскислении основными стадиями являются: растворение раскислителя и равномерное распределение его в объеме металла; химическая реакция; удаление из расплава продуктов реакции.

Продукты раскисления образуются в виде взвешенных в металле мелкодисперсных частичек (капелек и кристалликов). Скорость подъема сферических частиц (d < 1мм) в вязкой среде определяется уравнением Стокса

,

где g – ускорение свободного падения, м/с²;

η – динамическая вязкость расплавленного металла, кг/м∙с;

r – радиус частицы, м;

- удельный вес металла и шлаковых частиц, кг/м³.

Процесс всплывания ускоряется при увеличении радиуса частицы, при уменьшении удельного веса шлаковых частиц и повышении температуры выпуска и разливки стали (падает вязкость расплавленного металла). Слипание твердых частиц протекает гораздо медленнее и труднее, чем слияние капелек, поэтому шлаковые включения должны иметь температуру плавления ниже температуры жидкой стали (~1600 ⁰С). Продукты раскисления в виде чистых оксидов находятся в металле в твердом состоянии, а в виде соединений – можно получить жидкие капли. Поэтому используют комплексные раскислители (SiMn, Al-Mn-Si и др.), продукты раскисления которых являются легкоплавкими соединениями.

Легирование

Сталь называют легированной, если в ее состав вводят элементы (кроме содержащихся в обычной шихте), которые придают металлу специальные служебные свойства. По содержанию легирующих элементов различают стали низко- (<2,5%), средне- (<10%) и высоколегированные (>10 %).

Технологию легирования выбирают в зависимости от химического сродства легирующих элементов к кислороду. Если химическое сродство к кислороду меньше, чем у железа (молибден, кобальт, никель), то легирующие добавки вводят в металл вместе с шихтовыми материалами. Если химическое сродство к кислороду более высокое, чем у железа (хром, ванадий, титан), то во избежание большого угара их вводят в металл в конце сталеплавильного процесса; в ковш при выпуске металла или в сталеплавильный агрегат в предварительно раскисленный металл перед его выпуском. При введении значительных количеств легирующих добавок их предварительно расплавляют и нагревают до температуры, при которой после смешивания с металлом не снижается температура жидкой ванны.