Оценка десульфурирующей способности борсодержащих шлаков восстановительного периода АКР процесса

Основным промышленным способом получения нержавеющей стали на текущий момент является выплавка ее в агрегате аргонокислородного рафинирования. В работе приведены результаты термодинамического моделирования процесса десульфурации низкоуглеродистого полупродукта нержавеющей стали во время восстановительного периода аргонокислородного рафинирования путем обработки его борсодержащими шлаками. Применение в качестве флюсующего материала оксида бора взамен плавикого шпата позволяет снизить нагрузку на окружающую среду и уменьшить вязкость формируемых шлаков. При помощи симплекс решетчатого метода планирования эксперимента построена матрица, содержащая 16 составов оксидной системы СаО–SiO₂–(3-6%)В₂О₃–12%Cr₂O₃–3%Al₂O₃–8%MgO переменной основности 1.0–2.5. На основе обобщения результатов термодинамического моделирования построены аппроксимирующие математические модели в виде приведенного полинома третьей степени. Адекватность моделей проверена по трем контрольным точкам, не входящим в матрицу планирования эксперимента с помощью t-критерия при уровне значимости 0,01. Результаты математического моделирования представлены графически в виде диаграмм зависимости равновесного распределения серы от состава шлака при температурах 1600 и 1700°С. Построенные диаграммы позволили количественно оценить влияние температуры, основности и содержания оксида бора на коэффициент равновесного межфазного распределение серы. Установлено, что повышение основности шлака с 1.0 до 2.5 в рассматриваемом диапазоне содержания оксида бора (3.0–6.0%) улучшает процесс десульфурации металла, обеспечивая рост равновесного коэффициента межфазного распределения серы с 0,1 до 5,0–7,0 при температурах 1700 и 1600°С. Показано, что процесс десульфурации металла в шлаках с низкой основностью 1,05–1,15 сопровождается незначительным снижением содержания серы в металле. При этом концентрация оксида бора практически не оказывает отрицательного влияния на процесс десульфурации металла. Шлаки с повышенной до 2,0–2,5 основностью обладают более благоприятными рафинирующими свойствами. Концентрация серы в металле при их формировании снижается с 0,015 до 0,007–0,008%.