Особенности кислого и основного процессов плавки стали.

Двуокись кремния футеровки печи, взаимодействуя с окислами, образующимися уже в начале плавления, связывает их, обогащая шлак силикатами и, кроме того, насыщает шлак.Кислые шлаки содержат двуокиси кремния 50% и более. Окислы железа, марганца и кальция в таких шлаках связаны, поэтому осуществить процесс удаления фосфора и серы в кислой печи невозможно. Невозможность проведения таких важных для стали процессов является самым большим недостатком кислых печей. Получить сталь с содержанием серы и фосфора в пределах, заданных маркой, можно только при использовании в шихту материалов с более низким их содержанием. Такие материалы значительно дороже, чем обычный железный и стальной лом„ идущий для плавки в основной печи.Но отсутствие процессов, связанных с удалением фосфора и серы в кислой плавке, делает плавку короче. Для еще большего сокращения длительности плавки ванны кислых печей делаются глубже. Более глубокая ванна обусловливает меньший диаметр кожуха печи, а следовательно, меньшие тепловые потери и более низкий расход электроэнергии на плавление. Так как плавка в кислой печи значительно короче, чем в основной, стойкость футеровки кислых печей в несколько раз превышает стойкость основных печей; она измеряется не десятками, а сотнями плавок. Получающиеся при этом низкие эксплуатационные расходы и пониженный расход электроэнергии обеспечивает меньшую стоимость жидкой стали. ПЛАВКА СТАЛИ В ПЕЧИ С КИСЛОЙ ФУТЕРОВКОЙ Окисление углерода рационально вести кислородом, вводимым в ванну с помощью специального устройства. Качество металла плавок с частичным окислением выше по сравнению с качеством металла плавок, выплавленным без окисления. Однако экономическая эффективность процессов – производительность и расход энергии – плавок с частичным окислением ниже. Кроме того, при плавке с частичным окислением теряется значительная часть дорогих легирующих элементов.

Дуговые печи с кислой футеровкой нашли широкое применение при выплавке стали для фасонного литья и отливок из ковкого чугуна. В отличие от основных печей, в которых футеровка ванны и стен выполнена из основных материалов (магнезитового кирпича или порошка), кислая электропечь имеет футеровку из кислых материалов (кварцевого песка или динасового кирпича). Разные материалы футеровки печей обусловливают и разные процессы в них. Например, чтобы удалить фосфор из металла, нужно иметь достаточную окисленность ванны и иметь в печи шлак с высоким содержанием окислов железа (FeO) и кальция (СаО). Получить такой шлак можно только в основной печи. Основная составляющая футеровки – окись магния (MgO) – химически не взаимодействует с такими шлаками, а следовательно, не связывает окислов, необходимых для удаления фосфора.По-другому к железистоизвестковым шлакам относится главная составляющая кислой футеровки – двуокись кремния (Si02). Этот окисел химически взаимодействует с окислами железа, марганца, кальция, легко образуя соединения, называемые силикатами. Находясь в силикатах, окислы железа и марганца утрачивают свою активность по отношению к фосфору. Окись кальция, связанная в силикат кальция, неспособна соединяться с сульфидами железа.