Основні реакції і процеси виробництва сталі

Сталь одержують, застосовуючи два процеси:

1. основний – піч футерують основним вогнетривом; сировина може мати підвищений вміст шкідливих домішок, тому що вони виводяться з допомогою флюсу (СаО); процес дешевий; якість сталі нижче, ніж при кислому процесі;

2. кислий – піч футерують кислим вогнетривом; сировина має бути чистою, тому що шкідливі домішки не виводяться; вище собівартість і якість сталі.

Основними реакціями виплавки сталі є реакції окислення і розкислення.

Окислення домішок відбувається киснем і оксидом заліза FeO.

Першим окислюється залізо:

Fe + О₂ → FeO

Далі окислюються домішки:

Si + O₂ → SiO₂

Mn + O₂ → MnO

C + O₂ → CO

CO + O₂ → CO₂

P + O₂ → P₂O₅

Оксиди, що утворилися, спливають на поверхню у вигляді шлаку. Під шаром шлаку домішки продовжують окислюватись оксидом FeO:

FeO + Si → Fe + SiO₂

FeO + Mn → Fe + MnO

FeO + С → Fe + СO

FeO + Р → Fe + P₂O₅

Флюс СаО (вапно) шлакує сірку і фосфор:

P₂O₅ + СаО → P₂O₅^.(СаО)₃

FeS + CaO → FeO + CaS

Розкислення сталі – виведення з неї кисню і відновлення заліза з його оксиду.

Розкислюють сталь під час плавки, під час розливання і в ковші. Залежно від ступеню розкислення сталь буває спокійною, напівспокійною і киплячою.

Для розкислення використовують феросиліцій, феромарганець та алюміній.

Реакції розкислення:

Mn + FeO → Fe + MnO

Si + FeO → Fe + SiO₂

Al + FeO → Fe + Al₂O₃