Обработка металла синтетическими шлаками

Сущность метода заключается в создании длительного контакта металла и шлака в условиях развитой поверхности и интенсивного перемешивания. При этом все реакции, протекающие между металлом и шлаком достигают равновесия. Характер протекающих реакций определяется составом шлака.

Автор технологического приема француз Геррен, предложивший в 30-х годах XX века обработку металла известково-железистым шлаком в целях дефосфорации. Одновременно в России инженер Точинский предложил обработку известково-глиноземистым шлаком, которая получила широкое распространение в 60-е годы XX века. При этом технология обработки состояла в следующем. Путем сплавления извести и глинозема в специальных дуговых печах, футерованных угольными блоками получали шлак соства: 50÷55% CaO, 40÷45% Al₂O₃ , не более 2% SiO₂ , не более 1% FeO,- с температурой порядка 1700 ^оС. Выпуск жидкого шлака в количестве 3÷6% от массы металла производили либо в сталеразливочный, либо в промежуточный ковш. Обработка стали осуществлялась в режиме смешения металла и шлака на выпуске.

Повышение качества стали при обработке таким синтетическим (основным, восстановительным) шлаком происходило за счет:

- десульфурации металла;

- повышения эффективности раскисления металла;

- снижения содержания неметаллических включений за счет инерционного осаждения взвеси неметаллической фазы на всплывающих каплях шлака.

Современные варианты технологической реализации обработки металла синтетическим шлаком:

1. Элемент комплексной технологии обработки на установке «печь-ковш». Твердые шлакообразующие материалы (CaO, Al₂O₃, CaF₂) в условиях отсечки печного шлака присаживают в ковш на стадии выпуска металла. Ковш подается на стенд подогрева установки «печь-ковш» и в условиях дугового нагрева происходит формирование жидкого шлака. Перемешивание шлака с металлом обеспечивается совмещением нагрева и обработки инертным газом.

2. Вакуум-шлаковая обработка с подачей шлакообразующих материалов в вакуумную камеру. Формирование жидкого шлака происходит за счет тепла металла, либо химического подогрева за счет окисления алюминия.

3. Открытые (реализуемые при атмосферном давлении) процессы, сочетающие введение твердых шлакообразующих смесей и продувку инертным газом. Формирование шлака происходит за счет тепла металла с частичной компенсацией в виде химического подогрева за счет окисления алюминия. При этом продукт окисления алюминия переходит в шлак как компонент.