Производство стали в мартеновских печах

Кипение, раскисление и легирование

Это период, который часто называют также периодом рафинирования1. Начало периода определяется на основании следующих признаков:

  • металл должен быть полностью расплавлен и нагрет до температуры, предусмотренной технологической инструкцией   для   данной   марки   стали;
  • шлак должен быть сформирован.

При выплавке качественных марок сталей обязательным является продувка ванны в начале данного периода кислородом или введение определенной порции железной руды (минимальное количество определяется инструкцией). Решение о вводе в ванну порции железной руды или о продувке ванны принимается в зависимости от содержания углерода в выплавляемой марке стали. Начавшееся после присадок или продувки энергичное кипение ванны вызывает вспенивание шлака и облегчает его скачивание.

Минимальное количество шлака, которое должно быть удалено из печи, оговаривается инструкцией. Непосредственно после скачивания шлака наводится основной шлак путем присадки соответствующих количеств извести, плавикового шпата, боксита.

Операцию, при которой в результате подсадок железной руды или продувки организуется энергичное кипение ванны, часто называют полировкой. В результате скачивания шлака из ванны удаляется фосфор; по ходу полировки вследствие подсадок извести постепенно формируется высокоосновной шлак (основность возрастает с 1,5—2,0 до 2,5—4,0) и повышается температура ванны. Это создает благоприятные условия для удаления серы.

Через некоторое время содержание углерода приближается к требуемому; начинается следующий этап плавки, обычно называемый доводкой. Искусство сталевара заключается в том, чтобы за время доводки добиться требуемых состава и температуры ванны.

Кипение ванны, продолжающееся во время доводки, обеспечивает уменьшение содержания газов и включений в металле, способствует выравниванию его состава и температуры. За 10—40 мин (в зависимости от марки стали, емкости печи и др.) до момента раскисления операцию подсадки железной руды или продувки ванны прекращают.
Далее следует небольшой по продолжительности этап чистого кипения. В технологических инструкциях в зависимости от емкости и условий работы печи, а также от марки стали конкретно оговаривается величина скорости окисления углерода во время полировки ванны и чистого кипения.
В момент окончания чистого кипения металл должен содержать строго определенное количество углерода, серы, фосфора и т. д. и иметь требуемую для данной марки стали температуру.
Кипение ванны прекращается в момент ввода в нее раскислителей и легирующих. После необходимой выдержки разделывают сталевыпускное отверстие и выпускают плавку.