Основные принципы получения заданного содержания кремния в стали
При выплавке стали в агрегатах с основной футеровкой кремний метал-лической шихты полностью окисляется, поэтому все предусмотренное маркой выплавляемой стали количество кремния вводят в металл в заключительном периоде плавки.
Кремний и ферросплавы с высоким его содержанием имеют низкие температуры плавления, а растворение их в расплавах железа не приводит к существенному понижению температуры металла. По этой причине основное количество кремния целесообразно вводить в сталь в составе высококремнистых ферросплавов, которые подают в ковш по ходу выпуска плавки. Угар кремния при этом обычно составляет 10 – 30%.
В некоторых случаях ферросилиций вводят в металл в сталеплавильном агрегате. Например, при выплавке стали в мартеновских печах кремний вводят в ванну перед выпуском плавки для так называемого предварительного раскисления. Для предварительного раскисления целесообразно использовать низкокремнистые ферросплавы (15 – 20% Si), плотность которых больше плотности шлака. При предварительном раскислении в металл вводят 0,1 – 0,2% кремния, угар кремния при этом обычно составляет 40 – 60%.
В некоторых случаях во время раскисления и легирования стали возможно не только окисление, но и восстановление кремния. Обычно оно наблюдается при обработке металла с малым содержанием кремния большими количествами алюминия, титана и других сильных раскислителей. Источником SiO2 для восстановления кремния могут служить печной шлак или шамотная футеровка сталеразливочного ковша.
По этой причине легирование стали большими количествами алюминия и титана рекомендуется переносить из печи в ковш.
Восстановление кремния из кислой футеровки сталеразливочного ковша получает сильное развитие при длительном перемешивании металла во время вакуумирования или продувки нейтральным газом. В связи с этим при вакуумировании и продувке нейтральным газом металла с высоким содержанием титана и алюминия целесообразно отказаться от использования ковшей с шамотной футеровкой, заменив их ковшами, футерованными доломитом, магнезитом и др.
При длительной вакуумной обработке восстановление кремния из кислой футеровки сталеразливочного ковша возможно также и в результате реакции с растворенным в металле углеродом, который в условиях глубокого вакуума становится сильным раскислителем.