Файл: Квитко, М. П. Кислородно-конвертерный процесс.pdf

Как уже было указано выше, шлак в течение всего процесса про­ дувки должен быть достаточно окисленным и высокоосновным. Зависимости концентраций фосфора в конечном металле при кислородно-конвертерном процессе от окисленности и основности аналогичны таковым для мартеновского и томасовского процессов. Точное количественное определение зависимости концентрации фосфора от концентрации компонентов в шлаке дать затрудни­ тельно, таккак при переходе от одного конвертера к другому количественные показатели изменяются в зависимости от емкости конвертера, составов чугуна и других сырых материалов, условий перемешивания металла 6о шлаком и других причин, хотя харак­ тер зависимостей не меняется.

Как и в мартеновском процессе, увеличение концентрации окислов железа в шлаке выше определенных пределов не приво­ дит к улучшению дефосфорации, о чем свидетельствует переход кривой практически в горизонтальную прямую (рис. 71). Это явление объясняется уменьшением ионной доли Са2+ в шлаке при резком увеличении концентрации железа в нем. То же отно-. сится и к основности: при повышении основности выше значений, характерных для конвертеров определенной емкости, наблюдается не снижение, а некоторое повышение содержания фосфора в ме­ талле.

Увеличение содержания фосфора в металле в этом случае объясняется уменьшением ионной доли железа в шлаке и ростом вязкости его с ростом количества извести. Данные, приведенные на рис. 72, относятся к выплавке металла с весьма низкими со­ держаниями фосфора при использовании технологии со скачива­ нием шлака. Поэтому некоторое увеличение концентрации фос­ фора наблюдается при весьма высокой основности. Для промыш­ ленных конвертеров при выплавке рядовых сталей концентрация

Таким образом, как в начале, так и в конце продувки имеются оптимальные концентрации СаО в шлаке, при которых коэффи­ циент распределения фосфора достигает максимального значения

ние шлака. При скачивании шлака из системы шлак—металл удаляется значительное количество фосфора, и шлак обновляется присадкой новых порций извести. Нужно отметить, что до сих пор на заводах СССР применяют продувку чугуна без скачива­ ния шлака. На большинстве зарубежных заводов шлак в течение продувки также не скачивают. Это объясняется тем, что при сравнительно небольших исходных концентрациях фосфора в чу­ гуне (0,10—-0,15% на заводах СССР и не более 0,25% на зару­ бежных) и выплавке металла с низкими содержаниями углерода технология продувки без скачивания промежуточного шлака обеспечивает получение достаточно низкой концентрации фосфора (как правило, менее 0,030—0,040%). Однако при выплавке стали с высоким содержанием углерода в конечном металле или при выплавке стали с весьма низкими содержаниями фосфора про­ межуточное скачивание шлаков может быть целесообразным. Опасения, относящиеся к возможному уменьшению выхода жид­ кой стали вследствие присутствия в скачиваемом промежуточном шлаке корольков металла, по-видимому, являются преувеличен­ ными, так как увеличенное количество корольков металла в пер­ вичном шлаке по сравнению с конечным может быть компенси­ ровано меньшей окисленностью промежуточных шлаков. Более серьезным возражением является снижение производительности конвертеров вследствие затрат времени на скачивание шлака. На скачивание шлака требуется дополнительно 3—5 мин, что обусловливает потерю производительности конвертеров 7—10%. Поэтому промежуточное скачивание оправдано только при вы­ плавке качественного металла с низкими концентрациями фосфора.

В то же время для некоторых марок стали скачивание шлака совершенно необходимо. Это относится прежде всего к сталям с высоким содержанием кремния (типа динамной и трансформа­ торной). Необходимость скачивания шлака в этом случае объяс­ няется не только весьма низкими требуемыми концентрациями фосфора в готовом металле (0 ,0 1 0 —0 ,0 2 0 %), но и возможностью перехода фосфора из шлака в металл. Даже при загущении шлака присадками извести в сталеразливочный ковш, которое обычно предпринимается при выплавке металла таких марок, рефосфорация может быть весьма значительной. Восстановление фосфора объясняется частичным угаром присаживаемого кремния. При окислении кремния в ковше активность кислорода в шлаке и ионная доля железа в нем уменьшаются (поскольку возрастает концентрация кремнекислоты в шлаке), что и ведет к восстановле­ нию фосфора из шлака.

Уменьшение коэффициента распределения фосфора при сливе металла в ковш (при выплавке спокойной стали) происходит при любом составе шлака. Соотношение величин коэффициента распре­ деления перед раскислением и после присадки ферросилиция показано на рис. 74.

12* 179