Раскисление стали

Раскисление стали (завершающая операция)

Это процесс извлечения из готовой сваренной стали кислорода, который присутствует в стали в виде закиси железа (FeO). В качестве раскислителей применяют Mn, Si, Al – элементы у которых сходство с кислородом выше, чем у железа. Отнимая у закиси FeO и образуя соответствующие окислы MnO, SiO2, Al2O3 раскислители делают сталь более качественной. 

Присутствие FeO вызывает повышенную хрупкость (хладноломкость) сталей и снижает механические свойства в процессе старения. Образовавшиеся окислы раскислителей переходят в шлак.

По степени раскиленности стали делят на (рисунок 1.5): кипящие раскислители только Mn или Fe-Mn; полуспокойные – Mn(Fe-Mn) и Si(Fe-Si) и спокойные – раскисленные Mn, Si и Al.

Спокойные стали более качественные. Недостатком является ее дороговизна из-за:

  1. введения дополнительных раскислителей Si и Al;
  2. из-за образования в процессе кристаллизации в изложнице усадочной раковины, из-за чего верхняя часть слитка отрезается (до 20–30% объема слитка).

В кипящей усадочной стали раковины не образуется, так как газовые пузыри и неметаллические включения равномерно располагаются в слитке. В дальнейшем, при прокатке в горячем состоянии эти включения завариваются.

У спокойной стали в изложнице поверхность при кристаллизации спокойная (так как кислорода после раскисления осталось мало и газовых выделений нет). У кипящей поверхность в изложнице кипит за счет выделения СО2. Окись углерода диффундирует на поверхность в виде пузырьков, создавая видимость кипения. Образование пузырьков происходит из-за неполной раскисленности стали: 2FeO + С = СО2↑ + 2Fe.

Если в химическом составе стали кремния Si ≤ 0,07 % или следы, то эти стали относятся к кипящим. В полуспокойных сталях содержание кремния изменяется в пределах Si = 0,07 ÷ 0,17 %. Признак спокойных сталей – содержание кремния Si > 0,17 %.