Известняк и известь

Обычно известняк содержит 52—54% CaO и ?4% MgO и ?1% SiO2. Желательно, чтобы содержание серы и фосфора было минимальным. Известняки Еленовского месторождения, снабжающего заводы Украины, содержат 0,01% S и 0,14% P, известняки Тургоякского месторождения на Южном Урале — 0,08% P и 0,05% S.

Известняк в основных электропечах применяют редко. Как правило, используют свежеобожженную известь размером кусков ?10 мм. Известь получают путем обжига известняка в шахтных или трубчатых вращающихся печах.

Состав извести, кроме содержания серы, определяется в основном составом известняка. Сера может поступать из топлива, особенно при использовании кокса в качестве топлива. При обжиге извести в газовых печах содержание серы заметно уменьшается. Обожженная известь имеет следующий химический состав: 88—93% CaO; 2% MgO; 2% SiO2 и 3% (Fe2O3+Al2O3); ?0,1 % S; 3— 5% CO2. Чем выше содержание CaO и ниже содержание кремнезема в серы, тем выше качество извести, так как при высоком содержании кремнезема возрастает количество шлака в печи.

Большую роль играет температура обжига, так как при 900- 1000° С известь получается пористой, рыхлой и, быстро поглощая влагу из воздуха, рассыпается в порошок («пушонка»); известь, полученная при 1200— 1300° С, более плотная и меньше поглощает влагу. Перевозить известь от обжиговых печей в электросталеплавильный цех следует в контейнерах, а хранить ее разрешается только в закрытых складах или бункерах в течение 2 сут. При продолжительном хранении обожженная известь «гасится» в связи с протеканием реакции CaO+H2O = Ca(OH)2. Влага, внесенная из воздуха в электропечь известью, обогащает металл водородом.

Боксит и плавиковый шпат

Для наведения достаточно жидкоподвижного высокоизвестковистого шлака используют боксит и плавиковый шпат. Для электросталей плавильного производства необходимо применять бокситы, содержащие ? 50% Al2O3, с отношением Al2O3 : SiO2?12. Перед загрузкой в печь боксит необходимо просушить, а иногда и прокалить, так как он содержит до 20—30% влаги. Большой расход боксита, необходимый для разжижения высокоизвесткового шлака, увеличивает общее количество шлака, что затрудняет ведение процесса. Поэтому чаще в электропечах для разжижения шлака используют плавиковый шпат, хотя он реже встречается в природе и его стоимость значительно выше. Основная составляющая плавикового шпата — фтористый кальций (CaF2), содержание которого колеблется от 92% и более в первом сорте до 52% в пятом сорте.

В электросталеплавильном производстве желательно применять плавиковый шпат, содержащий ? 85% СаF2, и лишь в исключительных случаях допускается использование шпата, содержащего ?75% СаF2. Для разжижения шлака иногда применяют бой шамотного кирпича, содержащего 30—35% Al2O3. Кварцевый песок (> 95% SiO2) используют преимущественно в кислых электропечах.

Газообразный кислород

В качестве окислителя в настоящее время широко применяют кислород, расход которого колеблется в пределах 1—40 м3/т стали. Кислород, используемый для продувки ванны, должен быть осушен. Применение неосушенного кислорода приводит к повышению содержания водорода на 1—2 см3 на 100 г. металла и, как следствие, к усилению некоторых пороков в стали, в первую очередь флокеночувствительности.

Твердые окислители

Окислители, используемые в электросталеплавильных печах, должны иметь большую плотность, высокое содержание оксидов железа при низком содержании кремнезема, присутствие которого приводит к образованию большого количества шлака, а также низкое содержание серы и фосфора. Таким требованиям соответствует кусковая мартеновская руда (магнитный железняк) крупностью 40—150 мм, содержащая ~75% Fe2O3, 15% FeO, 6—8% SiO2, 0,05% S и 0,2% P.

В связи с дефицитом высококачественной мартеновской руды в качестве заменителей применяют доменные железные руды с содержанием ~80% Fe2O3 и до 15% SiO2, а также агломерат, окатыши и т. п.