Цели и задачи плавки стали

Получение стали − это ряд сложных механических, физических и физико-химических процессов, проведение которых строго последовательно.

Цель плавки − получение жидкой стали с заданным химическим составом и температурой при минимальных затратах. Имеются в виду затраты трудовые, топливно-энергетические и материально-сырьевые.

Основной сложной задачей является получение заданного химическогосостава , т.к. необходимо осуществлять наибольшее количество физико-химических и физических процессов, которые достаточно сложно управляемы, что осложнено проведением процессов при высоких температурах (1400−1650 ^оС).

Для снижения ресурсоемкости плавки необходимо максимальное совмещение различных процессов во времени и пространстве, что достаточно трудно в современных условиях. Поэтому плавку делят на части: по месту проведения и по характеру протекания процессов.

По характеру протекания процессов плавку делят на:

рафинирование металла − удаление избытка примесей;

раскисление - легирование металла − введение полезных примесей и удаление кислорода из готовой стали.

Эти процессы не совместимы, т.к. рафинирование предусматривает окисление, а раскисление − это удаление кислорода.

Рафинирование − наиболее сложный элемент технологии плавки стали.

Состоит из нескольких стадий:

Предварительное рафинирование − проводят до подачи чугуна в сталеплавильный агрегат. Сводится к удалению серы из чугуна, а так же удалению кремния, фосфора.

Основное (окислительное) рафинирование − проводится в сталеплавильном агрегате, сводится к удалению примесей их окислением.

Дополнительное рафинирование − удаление серы. Проводится в сталеразливочных ковшах, путем обработки синтетическими шлаками или шлакообразующими смесями.

Дегазация − обработка готового металла в вакууме или нейтральном газе, в сталеразливочном ковше, с целью удаления водорода, кислорода, азота.

Окончательным формированием химического состава является процесс раскисления-легирования. Процесс заключается в расплавлении и растворении в жидком металле полезных примесей и химическое взаимодействие элементов-раскислителей с вредными примесями.

Таким образом, управление плавкой стали сводится к регулированию реакций окисления различных химических элементов.

Основные задачи теории сталеплавильных процессов состоят:

В установлении закономерностей протекания реакций окисления в тех или иных условиях плавки;

В установлении зависимости химических реакций от изменения температуры металла;

В использовании закономерностей для разработки и осуществления оптимального режима плавки, обеспечивающего минимальные затраты.