SU5080A1 - Способ предохранени металлов при плавке в печах от окислени и поглощени газов - Google Patents

Description

При плавке металлов (железа и стали) приходитс  вводить в плавильную печь значительный избыток необходимого дл  горени  воздуха , дабы получить с одной стороны полный эффект сгорани , а с другой стороны окислительную атмосферу, котора  способствовала бы быстрому выгоранию таких составных частей шихты, как кремний, марганец, фосфор и углерод. Окисление указанных элементов лишь в начале процесса расплавлени  совершаетс  непосредственно кислородом вводимого в печь воздуха. По мере расплавлени  и образовавани  шлака окисление непосредственное прекращаетс , и оно продолжаетс  при участии шлака. По мере выгорани  кремни , фосфора, марганца и углерода в особенности энергично начинает окисл тьс  железо и обыкновенно в конце плавки в металле находитс  большое количество закиси железа.

Поглощение металлами кислорода совершаетс  по реакци м; 3 FeO шлака -{- /2 Og газовой фазы печи Рез О в шлаке; Peg О шлака -{-f- Ре ванны 4 РеО.

Полученна  в результате этих реакций закись железа распредел етс  между шлаком и ванной, в зависимости от температуры и концентрации в ванне восстановительных элементов (кремни , фосфора , марганца и углерода). Поскольку , как указано было выше, к концу процесса концентраци  восстановительных элементов в ванне уменьшаетс , постольку и металл ванны обогащаетс  закисью железа. Помимо этого, металл в этот момент обогащаетс  также большим количеством газов, как-то: азотом и водородом .

Как известно, в насто щее врем  дл  парализовани  вредного вли ни  на железо и сталь закиси железа и дл  предупреждени  сильного выделени  газов при остывании литой стали, распределенной по изложницам и опокам, перед выпуском металла из печи ввод тс  раскислители и успокоители, как, например, ферро-марганец, ферросилиций и алюминий.

Введение в печь раскислителей имеет целью: а) восстановление всей растворенной в ванне закиси железа,.

б) предохранение металла от дальнейшего окислени  до момента выпуска его из печи и в) введение в металл в качестве компонентов марганца и кремни , в зависимости от сорта металла, который имеетс  ввиду получить в результате процесса.

Так как восстановление металла приходитс  проводить в печи при имеющейс  там окислительной среде, то весьма трудно удовлетворить указанным трем услови м, тем более, что изготовитель железа и стали может судить о состо нии металла лишь по ковочным испытани м и по характеру застывани  проб металла. Вследствие этого в большинстве случаев реакции восстановлени  продолжаютс  в ковше, изложницах и опоках, что приводит к образованию в отливках и болванках газовых пузырей и к увеличению количества шлаковых включений. Наличие в болванках и отливках этих недостатков  вл етс  показателем и того, что металл также не освобожден полностью от закиси железа. Если такой металл и оказываетс  возможным подвернуть дальнейшей обработке, то во вс ком случае его качество пониженное, что выражаетс  меньшими величинами прочности , предела упругости и в зкости.

Таким образом,  вл етс  необходимость предохранить металл от окислени  и поглош,ени  газов при плавке в печах и закончить полностью в печи реакцию восстановлени  закиси железа.

Дл  парализовани  вли ни  газовой окислительной фазы печи на

FeO СО -37283 калорий FeO +24047

5 FeO РаОз 4-5 Fe4-35835

-2 FeO SiOa-4-2 Fe+62994

Реакции 1, 2 и 3 имеют место в основных процессах, а 2, 3 и 4- в кислых.

Так как в восстановлении закиси железа принимает участие углерод, то выдел юща с  при этом окись углерода вызывает и выделение

шлак в предлагаемом спосоое ввод т в шлак т желые углеводороды (пек, смола и др.) в твердом или распыленном состо нии с целью образовани  над ванной восстановительной атмосферы. Начало введени  в печь т желых углеводородов устанавливаетс  в разные моменты хода плавки и зависит от состава, который имеетс  в виду придать готовому металлу. Дл  получени  стали твердой введение углеводородов производитс  в начале кипени , дл  получени  стали средней твердости в тот момент, когда установлено надлежащее содержание углерода в ванне, и дл  получени  м гкой стали в конце кипени .

Т желые углеводороды в твердом или распыленном виде ввод тс  в печь любыми механическими и ручными приспособлени ми. При введении их в распыленном состо нии могут быть применены форсунки , а распыливание может производитьс  насосом или другим дав щим приспособлением.

В виду того, что при парализовании вли ни  газовой окислительной фазы печи на шлак окисление металла прекращаетс , то в ванне возникают восстановительные реакции за счет всех элементов, а именно: углерод, марганец, фосфор и кремний.

Принима  во внимание, что дл  стали средней твердости и м гкой концентраци  этих элементом небольша , то все они принимают участие в реакции восстановлени  закиси железа.

водорода и азота, чем уменьщаетс  количество поглощенных газов.

Кроме указанных реакций, протекающих в ванне, происход т восстановительные реакции между т желыми углеводородами и шлаком, что вызывает и непосредственный

переход части закиси железа из металла в шлак.

Предметпатента.

1. Способ предохранени  металлов (железа и стали) при плавке в печах от окислени  и поглощени  газов, отличающийс  тем, что в шлак ванны ввод т любым механическим или ручным способами т желые углеводороды (пек, смолу и т. д.), в твердом или распыленном

состо нии, с целью образовани  над ванной восстановительной атмосферы .

2. Прием выполнени  охарактеризованного в п. 1 способа, отличающийс  тем, что восстановитель ввод т в начале кипени  ванны, или по достижении надлежащего содержани  углерода в металле, или в конце кипени  с целью получени  твердой, или средней твердости , или же м гкой стали.