Розробка шлаку електрошлакового переплаву, схильного до саморозпаду

Abstract

При виготовленні порожнистих зливків особливо бажаним є довільне відділення гарнісажу, оскільки його видалення з внутрішніх поверхонь глибоких та малих отворів є складним та трудомістким процесом. У зв’язку з цим привернула увагу здатність деяких металургійних шлаків до саморозсипання, зокрема т. з. «білих» шлаків, які утворюються в процесах позапічної обробки сталі. Саморозсипання металургійних шлаків (доменних, сталеплавильних, шлаків позапічної обробки) є загальновідомим явищем, яке відбувається при наявності достатньої кількості двокальцієвого силікату 2CaO·SiO₂ (C2S). З точки зору основності згідно з іонною теорією саме утворення сполуки C2S відповідає нейтральному шлаку. Високий вміст SiO₂ в шлаковому розплаві в процесі ЕШП призводить до протікання обмінних реакцій, що ведуть до відновлення кремнію і утворення силікатних неметалевих включень, тому активність кремнезему в шлаку слід контролювати. В результаті досліджень розроблено шлак, що схильний до саморозпаду за рахунок утворення двокальцієвого силікату, який одночасно знижує термодинамічну активність кремнезему в шлаку і, відповідно, гальмує процес відновлення кремнію і переходу його в метал при ЕШП.

In manufacture of hollow ingots it is especially important to have a good removal of a skull, as its removal from the inner surfaces of deep and small holes is complicated and labor-consuming process. In this connection the attention was drawn to the capability of some fluxes to autodecomposition, in particular so-called «white fluxes», which are formed in the processes of the steel ladle treatment. The autodecomposition of metallurgical fluxes (blast furnace, steel melting, ladle treatment ones) is a generally known phenomenon, which takes place in the presence of the sufficient amount of dicalcium silicate 2CaO·SiO₂ (C2S). From the point of view of basicity the formation of compound C2S corresponds to a neutral slag in accordance with the ion theory. The high content of SiO₂ in a slag melt in the ESR process causes the proceeding of exchange reactions, which lead to reduction of silicon and formation of silicate non-metallic inclusions. Therefore, the activity of silica in the slag should be controlled. As a result of investigations, the slag was developed which is tended to the autodecomposition due to the formation of a dicalcium silicate which simultaneously reduces the thermodynamic activity of silica in the slag and, respectively, retards the process of silicon reduction and its transfer to the metal during ESR.