Тема 4. Основи теорії окислювальної плавки

Питання навчальної програми

Різновиди сталеплавильних процесів, особливості кожного процесу й способи постачання системи киснем. Загальні закономірності окислювальних процесів і поводження різних елементів у сталеплавильній ванні. Сучасні погляди щодо форм існування кисню в металевій і шлаковій фазах. Способи визначення активності кисню в шлаці й металі. Залежність активності FeО у шлаці, що визначає активність кисню в металі, від основності й окислювальної здатності шлаків. Термодинаміка реакцій окислювання марганцю, кремнію, вуглецю. Розкислення сталі: способи розкислення, сутність кожного способу, його недоліки й переваги, розповсюджені розкислювачі. Термодинамічний аналіз реакцій десульфурації й дефосфорації металу, вплив температури, основності й окислювальної здатності шлаків на процес видалення сірки й фосфору з металу в шлак. Джерела водню й азоту, що потрапляють в метал, умови й методи дегазації сталі.

Література: [1, C. 351-394; 2, С. 244-327; 3, С. 301-405; 4, С. 254-327; 5, С. 83-102].

Питання для самоперевірки

1. Перелічіть сучасні сталеплавильні процеси й дайте їх коротку характеристику.

2. Як впливає хімічна спорідненість елемента до кисню на його поводження в сталеплавильній ванні?

3. Розгляньте найбільш імовірні форми існування кисню в металевій і шлаковій фазах.

4. Наведіть реакції окислювання марганцю, кремнію, зробіть термодинамічний аналіз реакцій; виявіть вплив основності, окислювальної здатності шлаків, температури на коефіцієнт розподілу марганцю й кремнію.

5. Зробіть термодинамічний аналіз реакцій окислювання вуглецю в сталеплавильній ванні; виведіть рівняння залежності вмісту кисню від вмісту вуглецю; розгляньте значення реакції для процесу.

6. Розгляньте сучасні шляхи інтенсифікації сталеплавильних процесів.

7. У чому полягає сутність дифузійного способу розкислення сталі, етапи розкислення, переваги та недоліки.

8. Викладіть сутність осаджуючого розкислення сталі, наведіть реакції розкислення, переваги й недоліки способу.

9. Розгляньте рівняння Стокса: виявіть, які фактори впливають на швидкість спливання продуктів розкислення. Укажіть шляхи зниження забруднення сталі неметалічними включеннями при розкисленні.

10. Як впливає сірка й фосфор на властивості металу?

11. У чому полягає сутність процесу десульфурації металу?

12. Які фактори впливають на видалення сірки? Проаналізуйте їхній вплив на коефіцієнт розподілу сірки.

13. Проаналізуйте основні фактори, що впливають на коефіцієнт розподілу фосфору.

14. Розгляньте поводження сірки й фосфору в умовах доменної й сталеплавильної плавки.

15. Розгляньте джерела забруднення сталі газами (воднем й азотом) і шляхи дегазації металу.