Поведение основных примесей шихты при производстве стали

Тема 7. ОСНОВНЫЕ РЕАКЦИИ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ

Выплавка стали в конвертерах, в мартеновских и дуговых электропечах связана с окислительными процессами. В этих процессах под действием кислорода происходит окисление примесей чугуна, лома. Речь идет об окислении углерода, кремния, марганца, фосфора и, к сожалению, самой металлической основы – железа. Источником кислорода является атмосфера сталеплавильного агрегата и газообразный кислород чистотой более 99 %, который под давлением с помощью специальных водоохлаждаемых кислородных фурм вдувают в металлический расплав. Кислород, внедряясь в расплав, образует реакционный кратер с развитой поверхностью раздела металл-газ. На этой поверхности раздела (реакционной зоне) протекают ключевые реакции окислительных процессов: [Fe] + ¹/₂ {O₂} = (FeO);

(FeO) « [Fe] + [O];

¹/₂ {O₂} = [O].

При записи металлургических реакций приняты обозначения: элемент, заключенный в квадратные скобки [R], растворен в жидком металле; соединение, заключенное в круглые скобки (R), растворено в шлаке; элемент или соединение, заключенные в фигурные скобки {RO}, находится в газообразном состоянии.

Кислород, растворенный в железе [O], и оксид железа в шлаке (FeO) являются источниками кислорода для окисления остальных примесей железа.

Поведение основных примесей шихты при производстве стали

Окисление металлических и неметаллических примесей железа (за исключением углерода) сопровождается образованием жидких или твердых фаз, которые в силу меньшей плотности по сравнению с расплавленным железом всплывают на его поверхность и образуют совместно с присаживаемыми флюсами жидкий шлак.

При рассмотрении вопросов, связанных с изучением основных реакций, обычно используют понятие химического сродства элементов.