Комплексные раскислители. Осаждающее или глубинное раскисление стали
Украинская Ассоциация Сталеплавильщиков

Осаждающее или глубинное раскисление стали. Комплексные раскислители

В практике сталеварения широко применяют комплексные раскислители, представляющие собой сплавы двух или нескольких компонентов (силикомарганец, силикокальций, сплав кремния, марганца и алюминия и др.).

Преимущества, связанные с применением комплексных раскислителей, обусловлены двумя обстоятельствами:

  • существенным улучшением термодинамических условий раскисления
  • и более благоприятными кинетическими условиями зарождения, укрупнения и удаления неметаллических включений.

Например при 1600 °С в жидком железе с 0,2 % Si находится в равновесии 0,012 % растворенного кислорода. Вместе с тем при добавке 0,5 % Мn содержанию 0,2 % Si соответствует более низкая равновесная концентрация кислорода: 0,008%. Таким образом, добавка марганца приводит к повышению раскислительной способности кремния. Марганец и кремний раздельно и совместно повышают раскислительную способность алюминия. Рассматриваемый эффект увеличения раскислительной способности под влиянием второго компонента объясняется уменьшением термодинамической активности образующегося оксида в сложных продуктах раскисления, которые существенно отличаются от продуктов при раздельном раскислении. Если сталь одновременно раскислить кремнием, марганцем, то продуктами раскисления являются железомарганцовистые силикаты. Состав силикатного раствора и его агрегатное состояние определяется температурой, а также концентрацией кремния и марганца в железе.

В уравнении (9.11) активность кремнезема, меньше единицы. Поскольку константа равновесия при данной температуре постоянна, то уменьшение a(SiO2) приводит к снижению произведения растворимости a[Si]*a2[O] и, следовательно, к уменьшению концентрации остаточного кислорода в жидкой стали. Таким образом, в присутствии более слабого раскислителя (марганца) раскислительная способность кремния повышается.

Если продуктом раскисления является шлак, насыщенный кремнеземом (a(SiO2)=1) или чистый SiO2 (a(SiO2)=1), то марганец не влияет на раскислительную способность кремния. Марганец увеличивает раскислительную способность алюминия лишь в том случае, когда жидкий металл находится в равновесии со шлаком и шпинельными растворами. В области, где металл находится в равновесии с твердым корундом, содержание [%0] определяется только концентрацией алюминия.