(14.36)
Упругость пара кальция
1,84 • 105; 2 • 105 Па при 1491; 1600; 1616° С соответственно. Раскисление стали кальцием протекает по реакции [Са] + [О] = СаОТВ, для которой
(14.37)
При 1600° С KСа-O = 2 ? 108. Если РСа = 100 Па, то [% О] ? 5 • 10–6%.
Раскисляющую способность кальция (как и магния) можно реализовать в замкнутом пространстве, где удается получить заметное парциальное давление РCа. В реальных условиях значительное сродство кальция к кислороду и сере не может быть использовано для глубокого раскисления и десульфурации стали из-за его малой растворимости в жидком железе (менее 0,001%) и высокой упругости пара.
Ситуация существенно изменится, если кальций вводить в металл в виде сплавов с другими элементами-раскислителями (например, в виде силикокальция, содержащего 60% Si и 23— 31% Са, или сплава Аl—Са). При этом в связи с уменьшением РCа значительно снижается степень испарения и повышается растворимость кальция в стали.
Наличие окиси кальция в продуктах раскисления способствует получению жидких неметаллических включений (силикатов и алюминатов кальция), а также увеличению раскисляющей способности кремния и алюминия (в результате уменьшения a(SiO2) и a(Al2O3) в окисной фазе).
1 — до раскисления; 2, 3 — раскисление и выпуск плавки; 4 — обработка металла щелочно-земельными элементами; 5 — транспортировка ковша и разливка
Новым прогрессивным методом глубоко раскисления и десульфации стали является вдувание порошков кальция (или его сплавов) и магния в жидкую сталь в струе аргона. Продувка осуществляется с помощью водоохлаждаемой фурмы, вводимой почти до самого дна ковша, футерованного основными кирпичами. По данным немецких исследователей, содержание серы и кислорода в стали при ее обработке порошком кальция и магния резко снижается: до 0,002—0,005% (рис. 102). Степень десульфурации 0,90 достигается при сравнительно невысоком расходе кальцийсодержащего сплава Са + Mg — 1 кг/т; SiCa или СаС2 — 2—3 кг/т. Использование описанного выше метода (в ФРГ он назван процессом CAB) способствует значительному повышению ряда показателей качества стали, что обусловлено снижением не только [% О] и [% S], но и содержания неметаллических включений, изменением их формы. Образующиеся жидкие алюминаты кальция коалес-цируют и легко удаляются из металла, а оставшиеся глобулярные включения алюминатов кальция при прокатке не деформируются, что обусловливает увеличение ударной вязкости готовой стали в три-четыре раза (при —50° С; 0° С и +50° С) и относительного сужения поперечного сечения образцов в два-три раза по сравнению с этими показателями при обычном методе раскисления стали.
