Раскисление металлов

Раскисле́ние мета́ллов — процесс удаления из расплавленных металлов (главным образом стали и других сплавов на основе железа) растворённого в них кислорода, который является вредной примесью, ухудшающей механические свойства металла. Для раскисления применяют элементы (или их сплавы, например ферросплавы), характеризующиеся бо́льшим сродством к кислороду, чем основной металл.

Выражение «раскисление металла» термин технический, использующийся в узком кругу сталеваров, его синонимом служит выражение «восстановление металла», т. к. процесс отъёма у оксида железа атомов кислорода и есть химическое восстановление железа (из оксидов).

Раскисление стали

Сталь обычно раскисляют алюминием, который образует весьма прочный окисел Al₂O₃, выделяющийся в жидком металле в виде отдельной твёрдой фазы. Также используют углерод, ферросилиций, ферромарганец, силикокальций и силикомарганец.

Способы раскисления стали

Распространены следующие способы раскисления стали:

• Осаждающее раскисление
• Диффузионное раскисление
• Обработка синтетическими шлаками
• Электрошлаковый переплав
• Вакуумное раскисление

Осаждающее раскисление — раскисление, при котором используются элементы, обладающие большим сродством к кислороду, чем железо. Это самый старый способ, изобретённый ещё в 1850-е гг. Наиболее часто в роли раскислителей при осаждающем раскислении выступают кремний, алюминий, марганец (исторически первый раскислитель, изначально добавлялся для обессеривания). Также применяются комплексные раскислители.

Диффузионное раскисление (экстракционное раскисление) — процесс, при котором снижение содержания кислорода в стали происходит за счёт раскисления шлака. В качестве раскислителей при данном способе раскисления обычно используются алюминий, углерод, кремний.

Обработка синтетическими шлаками — раскисление стали в дуговой печи путём её обработки шлаком, состоящим из CaO и Al₂O₃. Данный способ раскисления применяют для снижения содержания серы и кислорода в стали.

Электрошлаковый переплав (ЭШП) — способ раскисления стали, при котором сплав подвергается расплавлению в шлаковой ванне. Этот способ позволяет очистить сталь от неметаллических включений, например, серы.

Вакуумно-углеродное раскисление — процесс очищения стали от кислорода в вакууме, так как при данных условиях раскислительные свойства углерода выражены гораздо ярче.

Классификация сталей

Сталь полностью подвергнутую раскислению называют спокойной, сталь, которую совсем не раскислили называют кипящей, сталь которую раскислили не полностью называют полуспокойной.

Ссылки

• Раскисление стали: термодинамика и кинетика
• Раскисление стали: требования к раскислителям