Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
При высоком содержании фосфора в чугуне (0,5% и более) очень трудно или невозможно обеспечить требуемую степень дефосфорации металла, ведя плавку под одним шлаком.
Из формулы константы равновесия реакции дефосфорации следует, что
В случае переработки обычных чугунов для получения стали с содержанием фосфора 0,010-0,015% достаточно иметь в конвертере активный известково-железистый шлак. При повышенном содержании фосфора в чугуне активность соединений фосфора в образующемся при продувке шлаке настолько высока, что для достижения низких значений [Р] необходимо иметь очень большую массу известково-железистого шлака. Этот шлак содержит значительное количество P2O5 (15-25%) и является хорошим удобрением. В то же время в контакте с таким шлаком нельзя получить низкофосфористую сталь. Даже при очень больших коэффициентах распределения фосфора (Р2О5)/[Р] = 300-400 минимальное его содержание в металле, контактирующем с фосфат-шлаком, составит 0,05-0,07%, что не соответствует современным требованиям к качеству металла.
При выплавке стали из чугунов с повышенным содержанием фосфора (до 2,5%) применяют особые технологические приёмы, направленные на то, чтобы дефосфорация была закончена не позже, чем будет достигнуто заданное содержание углерода:
1. Остановка продувки на промежуточное скачивание шлака, т.е. деление плавки на две стадии: первая стадия - предварительная дефосфорация; вторая -окончательная дефосфорация.
2. Оставление в конвертере конечного шлака предыдущей плавки.
Преимущества этого приема заключаются в следующем:
- раннее начало шлакообразования, а, следовательно, дефосфорации, так как оставленный шлак имеет уже готовые компоненты шлакового расплава CaO и FeO и способен интенсифицировать процесс дефосфорации;
- снижение расхода извести в связи с участием CaO оставленного шлака в процессе дефосфорации;
- сокращение потерь железа, так как в скачиваемом шлаке содержание оксидов железа значительно меньше, чем в конечном;
- увеличение Р2О5 в скачиваемом шлаке, т.е. повышение его ценности как удобрения.
3. Вдувание порошковой извести в потоке кислорода. Этот прием повышает кинетическую энергию струи. Такой поток обеспечивает высокую реакционную способность порошкообразной извести, способствует интенсивному процессу дефосфорации. Кроме того, наличие извести в струе кислорода способствует снижению температуры реакционной зоны и уменьшению испарения железа.
4. Недопущение попадания плавильного шлака в ковш. В противном случае в ковше в процессе раскисления происходит значительная рефосфорация.
5. Вращение конвертера вокруг своей оси. Этот вариант используется в следующих процессах: Кал-До, роторный, Ротоверт.
В настоящее время передел высокофосфористых чугунов в кислородных конвертерах особенно широко развит в странах, имеющих большие запасы фосфористых руд (ФРГ, Франция, Бельгия, Люксембург и др.).
С учетом местных сырьевых и конъюнктурных условий в настоящее время разработано большое число разновидностей современного передела фосфористых чугунов, использующих один или несколько из перечисленных приемов:
1. Кислородно-конвертерный процесс с продувкой сверху и использованием кусковой извести.
2. Использование порошковой извести, вдуваемой в расплав в токе кислорода как с верхним, так и с нижним подводом дутья.
3. Применение конвертеров с двумя осями вращения, обеспечивающими механическое перемешивание расплава для ускорения процесса формирования шлака.