Известны два основных метода раскисления стали: осаждающий и диффузионный (рис. 91).

При осаждающем раскислении в жидкую сталь, минуя шлак, вводят элементы, образующие прочные, нерастворимые в металле, окислы. Содержание кислорода, растворенного в металле ([% О], [% FeO]), уменьшается, но образуются взвешенные частицы окислов (неметаллические включения), которые загрязняют сталь и ухудшают качество готовых изделий. Необходимо создать условия для быстрого удаления из стали продуктов раскисления. Кроме того, технологи стремятся предотвратить или замедлить поступление кислорода из шлака в металл (явление вторичного окисления), вызывающее дополнительный угар элементов-раскислителей.

Рис. 91. Схема осаждающего (а) и диффузионного (б) раскисления

При диффузионном раскислении в шлак вводят сильные раскислители, снижающие (% FeO) до такой степени, что [% О] превышает значение, равновесное со шлаком:

[% O] > a_(FeO)L_O.
(14.7)

В этом случае [% О] снижается за счет диффузии кислорода из объема металла к поверхности металл — шлак и перехода его через межфазную границу в шлак в виде (FeO). Такая диффузия и межфазная реакция протекают до момента достижения равновесия [% О] = a_(FeO)L_O.

Диффузионное раскисление чаще проводят в электропечах, где можно создать восстановительную атмосферу, что облегчает снижение (% FeO). При таком методе металл не загрязняется неметаллическими включениями, обеспечивается его глубокая десульфурация в результате наводки высокоосновного шлака и снижения в нем (% FeO). Однако диффузионный метод раскисления стали в ванне печи любого типа имеет некоторые существенные недостатки: замедленность процесса из-за небольшой удельной поверхности раздела металл—шлак и отсутствия перемешивания фаз (в электродуговой печи диффузионное раскисление продолжается более 1 ч), повышенный износ футеровки ванны. По этой причине более эффективным является диффузионное раскисление с помощью синтетических шлаков.

Осаждающее раскисление относительно проще и дешевле, в связи с чем его Применяют при массовом производстве стали, когда не предъявляются повышенные требования к чистоте металла. За последнее время непрерывно увеличивается выплавка сталей ответственного назначения. В связи с этим возрастает применение синтетических шлаков, обработки металла нейтральными газами и ваккуумирования для глубокого раскисления и дегазации стали.