Этапы плавки стали

Цикл плавки стали в электродуговых печах по времени можно разделить на 3 этапа:

1 - Период расплавления шихты. Начинается примерно с момента завалки шихты в печь и заканчивается в момент полного ее расплавления. Длительность периода зависит от состава и состояния шихты и от интенсивности подвода тепла.

2 - Период окисления, в течение которого из расплава удаляется основания часть сопутствующих элементов и газы (частичное окисление сопровождающих элементов происходит еще в период расплавления шихты).

3 - Период окачивания плавки – доводка. В течение этого периода из стали удаляется сера и производится раскисление и легирование стали.

В течение всего процесса плавки идёт химическое взаимодействие между печной атмосферой и шлаком, шлаком и расплавом, а также непосредственно в шлаке и расплаве.

В течение плавки в печи должны быть созданы условия, необходимые для снижения содержания нежелательных элементов до минимума и обеспечения заданного химического состава.

Большинство сопутствующих элементов можно удалить путём окисления. Образующиеся при этом оксиды переходят в шлак. Для получения достаточной степени окисления сопутствующих элементов в печи должно быть соответствующее количество кислорода, который находится в виде различных оксидов, содержащихся в шихте, и виде кислорода воздуха. В процессе плавки кислород вводится в печь путем добавления железной и марганцевой руды, которые являются оксидами, либо через расплавленный металл продувают кислород.

Очередность окисления элементов зависит от их сродства к кислороду. Сродство элементов к кислороду изменяется в зависимости от температуры, концентрации веществ и характера среды, в которой происходит окисление. В условиях плавки стали в электродуговой печи элементы по их сродству к кислороду можно расположить в следующий ряд:

Ca, Mg, Al, Ti, Si, V, Mn, P, Cr, Fe, S, W, Ni, Mo, Co, Cu.

Слева направо сродство элементов к кислороду уменьшается. Путем окисления из стали можно удалить те элементы, которые имеют большее сродство к кислороду, чем железо. Примерно в таком же порядке происходит выгорание элементов при плавке. При этом строгая последовательность не соблюдается, отдельные фазы окисления перекрываются.