Металлургия и основы металлургического производства: Курс лекций, страница 5

Ферросплавы служат для раскисления стали после про­дувки.

Качество бессемеровской стали зависит от качества исходного чугуна, так как фосфор и сера не могут быть удалены из пего при бессемеровском процессе н целиком переходят в сталь. Металл при этом получается с пониженными механическими свойствами. Отсюда ясно, что бессемерование можно применять лишь в том случае, когда исходная руда содержит небольшое количество фос­фора и серы.

На рис.5. приведена диаграмма изменения состава металла н его температура в бессемеровском процессе.

Описание процесса бессемерования. В бессемеровском процессе можно различить три периода.

Первый период. При продувке чугуна нормальной температуры и состава раньше, всего интенсивно горят кремний, марганец и железо; углерод горит слабо. Начало продувки обыкновенно сопровождается выбросом искр капелек чугуна, сгорающих в воз­духе. Значительное искрообразование является следствием малой подвижности относительно еще холодного чугуна.

Выходящие из конвертера газы содержат максимальное коли­чество азота (в это время выделяется до 90% азота, выделяемого за весь период продувки). В газах содержится также некоторое ко­личество углекислоты, свободного кислорода, водорода и окиси углерода. Количество последней не велико, поэтому, газы мало све­тятся и плохо горят при выходе из реторты. Выделяющееся при реакциях окисления марганца и кремния в большом количестве тепло в течение первого периода интенсивно подогревает металли­ческую ванну.

Второй период. После того как (при нормальном течении процесса) выгорающие кремний и марганец подогревают ванну, го­рение углерода усиливается, что и характеризует начало второго периода, который проходит очень интенсивно. Во втором периоде значительного подъема температуры ванны не наблюдается.

Состав газов, выделяющихся во втором периоде, резко отли­чается от состава газов первого периода. В них появляется боль­шое количество окиси углерода (до 37%). В ванне развивается реакция восстановления железа из его закиси углеродом. Види­мым признаком второго периода является ослепительно белое пламя горящей окиси углерода.

В конце второго периода пламя уменьшается вследствие за­медления выгорания углерода.

Третий период или период дыма.  Во время третьего периода снова начинают интенсивно гореть оставшийся марганец и кремний. Кроме того, усиленно горит железо и дого­рает углерод. Из горловины идет бурый дым; такая окраска дыма объясняется присутствием в нем окислов железа и марганца. Обычно третий период длится меньше 1 мин.

Продутый металл после раскисления разливается по излож­ницам для получения стальных слитков.

Томасовский процесс. Необходимость использования для производства литой стали фосфористых руд, месторождения которых довольно распростра­нены, заставила искать такое видоизменение конвертерного про­цесса, при котором можно было бы удалить фосфор из расплавлен­ного металла, т.е. переводить фосфорную кислоту и связанное с конвертерными шлаками состояние. Для этого шлаки должны быть основными, а вследствие этого и футеровка конвертера должна быть также основной, а не кислой (динасовой), иначе ее будет быстро разъедать основной шлак.

Способ переработки чугуна в конвертерах с основной футеровкой получил название томасовского процесса.

Сырые материалы томасовского процесса. Сырыми материалами томасовского процесса кроме чугуна являются скрап, известь, же­лезная руда и ферросплавы.

Раскисление стали. По окончании плавки полученную сталь нельзя сразу разлить по изложницам, так как, во-первых, она не всегда имеет требуемое для изготовляе­мого сорта содержание углерода, во-вторых, содержит недопу­стимо большое количество кислорода в виде закиси железа.

Присутствие закиси железа, растворенной в стали, вызывает хрупкость металла на холоде и при красном калении. Последнее приводит к надрывам стали при прокатке и ковке. Закись железа появляется в результате окисления железа при продувке. Для вос­становления железа из его закиси производится расселение, явля­ющееся последней операцией в процессе получения жидкой стали. Для раскислення стали пользуются главным образом углеродом, марганцем, кремнием и алюминием. Наиболее употребительным раскислителем является марганец. Раскислеиие марганцем проте­кает по реакции: