Десульфурация металла - Основы теории окислительной плавки

Как и фосфор сера - вредная примесь, понижающая механические свойства, особенно пластичность, свариваемость, электротехнические и антикоррозионные свойства.

В жидком железе она имеет неограниченную растворимость, а при переходе в твердое состояние и охлаждении до нормальной температуры растворимость падает до 0,001 - 0,002%. Т. е. практически вся сера выпадает из раствора в виде сульфидов и оксифульфидов железа.

Чистый сульфид FeS имеет температуру плавления 1190?С. С железом FeS образует эвтектику, плавящуюся при температуре 988?С. Располагаясь по границам зерен, прослойки этих веществ являются причиной красноломкости - потери прочности металла под нагрузкой при температурах ковки и прокатки. Поэтому содержание серы в сталях обыкновенного качества ограничивают 0,05; в качественных - 0,04, в высококачественных 0,02...0,01% и ниже.

Десульфураторами являются Mn, Ca, Mq, Ce и другие металлы, и их оксиды. Но наиболее дешевым и распространенным является оксид кальция СаО.

[FeS] + (CaO) = (CaS) + (FeO) (22)

Ks = (23)

[S] = (24)

Т. к. CaS соединение весьма прочное, то температуру (и К1s) при термодинамическом анализе можно не принимать во внимание. Тогда, согласно (24), понижению содержания серы в металле способствует высокая концентрация СаО в шлаке и низкая окисляемость шлака.

Для характеристики серопоглатительной способности шлака используют коэффициент распределения серы между шлаком и металлом

(25)

Наиболее сильное влияние на его значение оказывает температура, основность шлака и окисленность металла. Наиболее высокие значения коэффициента распределения серы достигаются в доменной печи - 80...70; в кислородном конвертере и мартеновской печи он значительно ниже: до 10 и до 5 соответственно.

Похожие статьи




Десульфурация металла - Основы теории окислительной плавки

Предыдущая | Следующая