Раскисление металлов

Раскисле́ние мета́ллов, процесс удаления из расплавленных металлов растворённого в них кислорода, ухудшающего механические свойства металлов. Применяется главным образом в производстве стали и других сплавов на основе железа, а также меди, её сплавов и др. Различают следующие способы раскисления металлов: осаждающее (глубинное), диффузионное, обработкой синтетическими шлаками или в вакууме.

Наибольшее распространение получило осаждающее раскисление металлов, которое основано на введении в сплав веществ, создающих оксиды. В жидкую сталь вводят небольшие количества элементов-раскислителей [[[Марганец|марганец]] (Mn) и кремний (Si) в виде ферросплавов, алюминий (Al), титан (Ti), цирконий (Zr), кальций (Ca)], которые обладают более высоким сродством к кислороду, чем железо или углерод. Продукты раскисления в виде твёрдых частичек диоксида кремния (SiO₂ ), оксида марганца (MnO), Al₂ O₃ (плотность которых в несколько раз меньше плотности стали) всплывают и переходят в слой шлака. В производстве меди раскисление проводят методом дразнения, а также с использованием лигатуры (фосфористой меди) или цинка (Zn), магния (Mg), Mn, Si, лития (Li) и др. В некоторых случаях раскисление металлов и легирование проводятся одновременно.

Диффузионное раскисление основано на изменении равновесия в системе металл-шлак: окисление шлака уменьшается за счёт ввода в него восстановителей – кокса, электродного боя, алюминия и др. или за счёт наведения специального шлака с низким содержанием оксидов железа. При этом осуществляется диффузионный перенос кислорода из металла в шлак. При диффузионном раскислении не происходит загрязнения металла неметаллическими включениями (продуктами химических реакций).

Разновидность диффузионного раскисления – обработка металлов синтетическими шлаками, которые хорошо поглощают растворённые в них оксиды железа. Металл сливают из сталеплавильного агрегата с большой высоты (до 6 м) в сталеразливочный ковш, в который предварительно налит (3–5 % массы обрабатываемого металла) синтетический шлак, например (%, состав): 53–56 СаО, 37–41 Аl₂ O₃ , < 3 SiO₂ , 4–6 MgO и < 1 (FeO + MnО).

Вакуумное раскисление – процесс очищения стали от кислорода в вакууме. Расплав с добавками смешивается в ковше, который затем помещается в герметичную камеру, где вакуумным насосом создаётся давление, необходимое для снижения количества примесей. Применение вакуума способствует повышению раскислительной способности углерода, что обусловливает получение стали с низким содержанием растворённого кислорода и с гораздо меньшим содержанием неметаллических включений.