Металлургия железа

МЕТАЛЛУРГИЯЖЕЛЕЗА
Выплавка чугуна и стали
Современное метал­лургическоепроизводство чугуна и стали состо­ит из сложного комплекса различных произ­водств(рис. ):
/>
 Схема современного металлургического производства
1. Шахт и карьеров по добыче руд, каменных углей,флюсов, огнеупорных материалов.
2. Горно-обогатительных комбинатов, на кото­рыхподготовляют руды к плавке, обогащают их, удаляя часть пустой породы, иполучают кон­центрат — продукт с повышенным содержанием железа по сравнению срудой.
 3. Коксохимических цехов и заводов,на кото­рых осуществляют подготовку коксующихся углей, их коксование(сухую перегонку при температуре ~1000°С без доступа воздуха) в коксо­вых печахи попутное извлечение из них ценных химических продуктов: бензола, фенола,каменноугольной смолы и др.
4. Энергетических цехов для получения и трансформацииэлектроэнергии, сжатого возду­ха, необходимого для дутья при доменных про­цессах,кислорода для выплавки чугуна и стали, а также очистки газов металлургическихпроизводств с целью охраны природы и сохранения чи­стоты воздушного бассейна.
5. Доменных цехов для выплавки чугунаи ферросплавов.
6. Заводов для производства различныхфер­росплавов.
7. Сталеплавильных цехов — конвертерных, мартеновских,электросталеплавильных для про­изводства стали.
8. Прокатных цехов, в которых нагретые слит­ки изстали перерабатываются в заготовки (блюмы и слябы) и далее в сортовой прокат,трубы, лист, проволоку и т. п.
Современное производство сталиосновано на двухступенчатой схеме, которая состоит из до­менной выплавки чугунаи различных способов последующего его передела в сталь. В процессе доменнойплавки, осуществляемом в доменных печах, происходит избирательноевосстановление железа из его окислов, содержащихся в руде. Таким образом изруды полу­чают чугун — сплав железа с углеродом более 2,14 %, кремнием,марганцем, серой и фосфором.
Передел чугуна в сталь осуществляют в металлургическихагрегатах: в конвертерах, мартеновских и электрических печах. В них из-за рядапроисходящих химических реакций осу­ществляется избирательное окислениепримесей чугуна и перевод их в процессе плавки в шлак и газы. В результатеполучают сталь заданного химического состава.
Продукция черной металлургии. Основной про­дукцией чернойметаллургии являются передель­ный чугун, литейный чугун, доменные ферросплавы,стальные слитки и прокат.
Передельный чугун, используемый для передела на сталь,содержит,%: С -4,0 — 4,4; Si  до0,6 -0,8; Mn до 0,25 — 1,0; P 0,15 — 0,3 и S 0,03- 0,07. Некоторые марки чугуна,предна­значенные для передела в сталь в конвертерах, имеют пониженное до 0,07 %содержание фосфо­ра. До 90 % всего выплавляемого чугуна прихо­дится на чугунпередельный.
Литейный чугун, предназначенный для производствафасонных отливок способами ли­тья на машиностроительных заводах, имеет по­вышенноесодержание кремния (до 2,75 — 3,25).
Ферросплавы — сплавы железа с повы­шеннымсодержанием марганца, кремния, вана­дия, титана и других металлов. Их применяютдля раскисления и производства легированных сталей. К ферросплавам относятдоменный ферросилиций, содержащий 9 –13 % Si и до 3 % Mn;доменный ферромарганец, содержащий 70 –75 % Mn и до 2 % Si; зеркальный чугун с 10 – 25 % Mn и до 2% Si.
Стальные слитки, полученные в изложни­цах или кристаллизаторах,подвергают обработ­ке давлением (прокатке, ковке). Прокат ис­пользуютнепосредственно, в конструкциях (мос­тах, зданиях, железобетонных конструкциях,же­лезнодорожных путях, станинах машин и т. д.), в качестве заготовок дляизготовления деталей резанием и заготовок для последующей ковки и штамповки.
Форму поперечного сеченияпрокатанного ме­талла называют профилем. Совокупность раз­личныхпрофилей разных размеров называют сортаментом.   Сортамент прокатываемыхпрофилей разделяют на следующие группы: за­готовки, сортовой прокат, листовойпрокат, тру­бы и специальные виды проката.
Заготовки прокатывают в горячемсостоя­нии непосредственно из слитков. Заготовки ква­дратного сечения сразмерами от 150*150 до 450*450мм называют блюмами. Они предназначеныдля последующей прокатки на сорто­вых станах и в качестве заготовок для изготов­ленияпоковок ковкой. Заготовки прямоугольно­го сечения толщиной 65 — 300мм ишириной 600 — 1600мм называют слябами. Их исполь­зуют дляпрокатки толстых листов.
Сортовой прокат по профилю подразде­ляют на две группы: простой геометрической формы(квадрат, круг, шестигранник, прямо­угольник) и сложной — фасонной формы (швел­леры/двутавровыебалки, рельсы, уголки и т. д.).
Листовой прокат подразделяют по на­значению (судостроительный,электротехниче­ский, автолист и т. д.) и по толщине. Листовую сталь с толщиной4 -160 мм называют толстоли­стовой, а с толщиной 0,2 — 4мм — тонколисто­вой.Листы с толщиной менее 0,2мм называют фольгой.
Трубы также подразделяют по назначению испособу изготовления. Они бывают бесшовные и сварные (с прямым и спиральнымишвами).
Специальные виды проката — коле­са и оси железнодорожныхвагонов, кольца, зуб­чатые колеса, периодические профили и т. п. Пе­риодическимпрофилем называют прокатанную заготовку, форма и площадь сечения которойпериодически изменяются вдоль оси.
Побочными продуктами металлурги­ческого производстваявляются коксовальный газ и извлекаемые из него ценные химическиепродукты, а также доменный шлак и колошнико­вый газ. Доменным шлакомназывают легко­плавкое соединение флюса (СаСО3 — известняк) с пустойпородой руды и золой топлива. Шлак используют для строительства дорог, из негоиз­готовляют шлаковату, шлакоблоки, цемент, а ко­лошниковый (доменный) газпосле очистки от пыли используют как топливо для нагрева воз­духа. вдуваемого вдоменную печь, а также в це­хах металлургических заводов.
ПРОИЗВОДСТВОЧУГУНА
Чугун — железоуглеродистый сплав,содержащий бо­лее 2 % углерода. Кроме углерода, в нем всегда присут­ствуюткремний (до 4 %), марганец (до 2 %), а также фос­фор и сера. Чугун являетсяосновным исходным мате­риалом для получения стали, на что расходуется примерно80 – 85 % всего чугуна. Вместе с тем чугун — наиболее распространенный литейныйсплав.
РУДЫ, ФЛЮСЫ И ТОПЛИВО
Железные руды — основной исходный материал длявыплавки чугуна. Рудный минерал (рудное вещество) чаще всего представляет собойокислы железа, хорошо восстанавливающиеся в условиях доменной плавки. Пустаяпорода обычно состоит из кварца и песчаников с примесью глин.
 Руды содер­жат 60 % железа и больше,наиболее бедные 30 – 40 %.
Красный железняк. Рудный минерал-гематит ( Fe2O3), обычно содержит 50 –60 % Fe. Это наиболее распро­страненныйвид руды во всем мире.
Магнитный железняк. Рудный минерал —маг­нетит (FeO * Fe2O3), магнитная окись железа, в руде 55– 60 % Fe., в т.ч.,%: FeO * Fe2O3 -78-85; S-0,02- 2,5; 0,02 -0,7 P; SiO2, Al 2O3, CaO – 5-10.
Бурый железняк. Рудный минерал — водные окислы железа, в руде обычно содержится 30-50 % Fe.
Шпатовый железняк. Рудный минерал-сиде­рит, карбонат железа (FeCO3), в рудеобычно 30 – 40 % Fe.
Железистые кварциты. Рудный минерал — магнетит или гематит. Эти руды содержат 35 – 40 % Fe с кремнистой пустой породой.
Титаномагнетиты. Комплексная руда,содержа­щая 15 – 20 % Fe, рудными минералами которой являют­ся магнетит иильменит FeO*TiO2,  титансодержащий минеоал.
Марганцевая руда входит в состав шихты доменных печейпри выплавке некоторых марок чугуна, а также ферромарганца (до 82 % Мn). В ней марганец находит­ся в видепиролюзита МnО2 и других соединений. Со­держаниемарганца в руде обычно составляет 25 – 50 %.
Доменные флюсы необходимы для удаления из до­меннойпечи тугоплавкой пустой породы руды и золы топлива. Сплавляясь с флюсом, ониобразуют легкоплавкий сплав – доменный шлак. В качестве флюса используютизвестняк ( CaCO3).
Топливо в доменной печи служит не толькоисточником тепла, но реагентом, обеспечивающим восстановление железа из руды иобразование чугуна. Кокс является главным видом топлива в доменных печах.
Кокс представляет собой твердую пористуюспекшуюся массу, получающихся из коксующихся каменных углей после удаления изних летучих веществ в специальных печах путем пиролиза, т.е. разложения припрокаливании измельченного угля без доступа воздуха при 950- 11000Св течение 15- 18 ч.
Металлургический кокс в среднем содержит 85- 90 %углерода, 0,5 – 2 % серы, до 0,2 % фосфора, около 1 % летучих, 10 -13 золы, до5 % влаги.
  Современное производство сталиосновано на двухступенчатой схеме, которая состоит из до­менной выплавки чугунаи различных способов последующего его передела в сталь. В процессе доменнойплавки, осуществляемом в доменных печах, происходит избирательноевосстановление железа из его окислов, содержащихся в руде. Таким образом изруды полу­чают чугун — сплав железа с углеродом более 2,14 %, кремнием,марганцем, серой и фосфором.
Передел чугуна в сталь осуществляют в металлургическихагрегатах: в конвертерах, мартеновских и электрических печах. В них из-за рядапроисходящих химических реакций осу­ществляется избирательное окислениепримесей чугуна и перевод их в процессе плавки в шлак и газы. В результатеполучают сталь заданного химического состава.
Продукция черной металлургии. Основной про­дукцией чернойметаллургии являются передель­ный чугун, литейный чугун, доменные ферросплавы,стальные слитки и прокат.
Передельный чугун, используемый для передела на сталь,содержит,%: С -4,0 — 4,4; Si  до0,6 -0,8; Mn до 0,25 — 1,0; P 0,15 — 0,3 и S 0,03- 0,07. Некоторые марки чугуна,предна­значенные для передела в сталь в конвертерах, имеют пониженное до 0,07 %содержание фосфо­ра. До 90 % всего выплавляемого чугуна прихо­дится на чугунпередельный.
Литейный чугун, предназначенный для производствафасонных отливок способами ли­тья на машиностроительных заводах, имеет по­вышенноесодержание кремния (до 2,75 — 3,25).
Ферросплавы — сплавы железа с повы­шеннымсодержанием марганца, кремния, вана­дия, титана и других металлов. Их применяютдля раскисления и производства легированных сталей. К ферросплавам относятдоменный ферросилиций, содержащий 9 –13 % Si и до 3 % Mn;доменный ферромарганец, содержащий 70 –75 % Mn и до 2 % Si; зеркальный чугун с 10 – 25 % Mn и до 2% Si.
Стальные слитки, полученные в изложни­цах иликристаллизаторах, подвергают обработ­ке давлением (прокатке, ковке). Прокат ис­пользуютнепосредственно, в конструкциях (мос­тах, зданиях, железобетонных конструкциях,же­лезнодорожных путях, станинах машин и т. д.), в качестве заготовок дляизготовления деталей резанием и заготовок для последующей ковки и штамповки.
Форму поперечного сеченияпрокатанного ме­талла называют профилем. Совокупность раз­личныхпрофилей разных размеров называют сортаментом. Сортамент прокатываемыхпрофилей разделяют на следующие группы: за­готовки, сортовой прокат, листовойпрокат, тру­бы и специальные виды проката.
Заготовки прокатывают в горячемсостоя­нии непосредственно из слитков. Заготовки ква­дратного сечения сразмерами от 150*150 до 450*450мм называют блюмами. Онипредназначены для последующей прокатки на сорто­вых станах и в качествезаготовок для изготов­ления поковок ковкой. Заготовки прямоугольно­го сечениятолщиной 65 — 300мм и шириной 600 — 1600мм называют слябами.Их исполь­зуют для прокатки толстых листов.
Сортовой прокат по профилю подразде­ляют на две группы: простой геометрической формы(квадрат, круг, шестигранник, прямо­угольник) и сложной — фасонной формы (швел­леры/двутавровыебалки, рельсы, уголки и т. д.).
Листовой прокат подразделяют по на­значению(судостроительный, электротехниче­ский, автолист и т. д.) и по толщине.Листовую сталь с толщиной 4 -160 мм называют толстоли­стовой, а с толщиной 0,2- 4мм — тонколисто­вой. Листы с толщиной менее 0,2мм называютфольгой.
Трубы также подразделяют по назначению испособу изготовления. Они бывают бесшовные и сварные (с прямым и спиральнымишвами).
Специальные виды проката — коле­са и оси железнодорожныхвагонов, кольца, зуб­чатые колеса, периодические профили и т. п. Пе­риодическимпрофилем называют прокатанную заготовку, форма и площадь сечения которойпериодически изменяются вдоль оси.
Побочными продуктами металлурги­ческого производстваявляются коксовальный газ, а также доменный шлак и колошнико­вый газ.
Коксовый газ содержит 46-63 %водорода, 21- 27 % метана, 2-7 % оксила углерода, 4- 18 % азота. Ониспользуется как топливо в коксовых и других печах, а также как сырье вхимической промышленности.
 Доменный (колошниковый) газ –побочный продукт при выплавке чугуна в доменных печах. Его используют наметаллургических заводах в качестве топлива в чистом виде или в смеси скоксовым газом.
Доменным шлаком называют легко­плавкоесоединение флюса (СаСО3 — известняк) с пустой породой руды и золойтоплива. Шлак используют для строительства дорог, из него из­готовляютшлаковату, шлакоблоки, цемент, а ко­лошниковый (доменный) газ после очистки отпыли используют как топливо для нагрева воз­духа. вдуваемого в доменную печь, атакже в це­хах металлургических заводов.
Производство чугуна.
В настоящее время для выплавки чугунаиспользуют лишь около 5 % сырой железной руды; 95 % всей руды до плавкиподвергают предварительной подготовке.
Доменная печь работает нормально,если она загружена кусковым материалом оптимального размера. В металлургии применяют процессы получения кусковой шихты: агломерацию ( спекание);окатывание (производство окатышей).
Агломерацию — процесс окускования мелкой руды,концентратов и т. п. спеканием — наиболее часто прово­дят на машинах ленточноготипа. Они представляют со­бой конвейер, состоящий из большого количестваспекательных тележек, двигающихся по направляющим рельсам (рис.).
«Днищем» этих тележек служитколосниковая решет­ка. На нее загружается тонкий слой мелкого агломерата(постель), чтобы агломерируемая шихта не сыпалась книзу. Затем загружаетсятщательно перемешанная, ув­лажненная (7—9 %) и окомкованная шихта. Ее основ­ныежелезосодержащие компоненты следующие: мел­кая и пылеватая железная руда(крупность менее 10 мм), железорудный концентрат, возврат агломерата (менее 10мм), колошниковая пыль (см. с. 38), иногда окалина, мелкая металлическаястружка и т. д. Топливом (4 – 6 % от массы шихты) служат коксик — мелкий кокс(менее З мм) и антрацитовый штыб (пыль).
/>
Рис… Схемаагломерационной машины:
/~барабанныйпитатель для загрузки шихты; 2—направляющие рельсы;
3 — зажигательный горн; 4—спекательные тележки; 5— вакуум-камеры (экс­гаустеры)
Сущность агломерации поясняетсхема, приведенная на рис. 3. После зажигания газовыми горелками начи­наетсягорение топлива, причем зона горения постепенно перемещается вниз. Воздухпросасывается через слой шихты (200 — 350 мм) с помощью вакуумных устройств(эксгаустеров). В зоне горения при 1300 — 1500° С про­исходит спекание шихты впористый продукт — агломе­рат. При нагревании образуются, а затем расплавляют­сяотносительно легко­плавкие соединения. Об­разующиеся жидкие фа­зы обтекают,смачивают и связывают твердые час­тицы шихты. При после­дующем     охлаждениижидкость  затвердевает, обеспечивая образование прочных кусков агломе­рата.
При агломерации происходитчастичное восстановле­ние окислов железа.
Fe2O3 + CO = FeO
FeO     + CO = Fe +CO2
Из руды на  85- 95% удаляетсясера:
FeS2 + 2O2 = FeO + 2SO2
Куски агломе­рата размеромболее 10 мм направляются в домен­ный цех. Более мелкий агломерат возвращаетсяна переработку (возврат).
/>
Рис… Схемапроцесса спекания:
1 — колосниковая решетка; 2—постель; 3—слой агломерируемой шихты; 5— зона горения и спекания; 5 —слой аг­ломерата
В нашейметаллургии применяют только офлюсованный агломерат. Для его получения в шихтувводят мелкоизмельченный флюс – известняк. Применение офлюсованного агломератаулучшает условия образования шлака в доменной печи, ускоряет процесс плавки,уменьшает затраты топлива, приводит к значительному повышениюпроизводительности дменной печи ( на 25- 30  %) и снижению расхода кокса (до 20% ).
Окатывание(производство окатышей).
Тонкоизмельченныеконцентраты обладают пониженной газопроницаемостью. Их спекание наагломерационных машинах оказалось малопроизводительным и экономическиневыгодным. Эффективным способом окускования таких концентратов являетсяокатывание.
Сземапроизводства окатышей из тонкоизмельченного концентрата ( меньше 0,5 мм), известняка( флюс) и возврата (отбракованых окатышей). Для лучшего окатывания шихтуувлажняют ( 8- 10 %) и в ее состав добавляют небольшое количество связующего-бентонитовой глины и др.
Сырые окатышидиаметром 20- 30 мм получают во вращающихся барабанах или тарельчатыхгрануляторах ( рис  ). Далее окатыши подвергают сушке ( 200 – 400 о С),а затем обжигу при 1300 – 1400 0 С.
При нагреведо 1000- 1050  о С  Fe3O4 окисляется до Fe2O3; при более высокой температурепроисходит рекристаллизация: из мелких зерен  Fe2O3образуются крупныезерна и мостики между ними, что приводит к упрочнению окатыщей  Вофлюсованных окатышах упрочнение происходит такжк из –ща образования жидкойфазы.
Послеохлаждения окатыши сортируют на грохоте; фракция
Устройстводоменной печи
Сущность доменной плавки сводится краздельной загрузке в верх­нюю часть печи, называемой колошником, агломерата,кокса и флю­сов, располагающихся в шахте печи слоями и выгрузкой продуктовплавки ( чугун и шлак) из нижней части печи через летки, а через верх удаляютсягазы. При нагревании шихты за счет горения кокса, которое обеспечиваетвдуваемый в горн горя­чий воздух, в печи идут сложные физико-химическиепроцессы, и шихта постепенно опускается навстречу поднимающимся горячим газам.В результате взаимодействия компонентов шихты и газов в нижней части печи,называемой горном, образуются два несмеши­вающихся жидких слоя — чугун и шлак.
На рис.  показана схема доменнойпечи. Два наклонных подъемника с опрокидывающимися скипами  доставляютагломерат, кокс и другие добавки на высоту 50 м к засыпному устройству доменнойпечи, состоящему из двух поочередно опускающихся конусов.
В верхней части горна расположеныфурменные отверстия (16— 20 шт.), через которые в печь под давлением около 300кПа (3 ат) подается обогащенный кислородом воздух при температуре 900—1200 °С.
Жидкий чугун выпускают каждые 3 — 2 ч(а в крупных печах ежечастно) поочередно через две или три летки, которые дляэтого вскры­вают с помощью электробура. Выливающийся из печи чугун направляется по желобам литейного двора в чугуновозные ковши, расположенные нажелезнодорожных платформах. Шлак, выливающийся с чугуном, предварительноотделяют от чугуна в желобах с помощью перекры­вающих затворов и направляют вшлаковозы. Кроме того, часть шлака иногда выпускают из доменной печи до выпускачугуна через шлаковую летку. После выпуска чугуна летку забивают пробкой изогнеупорной глины с помощью электромагнитной пушки.
Печь монтируют в прочном сварномстальном кожухе, интенсивно охлаждаемом водой. Внутри печь выкладываютвысококачественным шамотным кирпичом, а отдельные части печи изготовляют изпрес­сованных углеродистых блоков.
/>
Рис.. Схема доменной печи  2700 м3и ее примерный суточный баланс:1 — чугунная летка; 2— шлаковая летка; 3— фурменный прибор; 4 — лещадь; 5 — чугу-нопоз; 6—шлаковозы; 7 — газоотводы; 8 — засыпное устройство; 9 — фундамент; 10— воздухопривод дутья
Условно процесс, протекающий вдоменной печи, можно разде­лить на следующие этапы:
горение углерода топлива;
разложение компонентов шихты;
восстановление окислов;
науглероживание же­леза;
шлакообразование.
Горение углерода топлива происходитглавным образом возле фурм, где основная масса кокса, нагреваясь, встречается снагретым до температуры 900—1200 °С кислородом воздуха, поступаю­щим черезфурмы. Образовавшаяся при этом углекислота вместе с азотом воздуха, поднимаясь,встречается с раскаленным коксом и взаимодействует с ним по реакции СО 2+ С = 2СО.
Эта реакция обратима, причем ееравновесие сдвигается вправо при повышении температуры и влево при понижении.
Восстановление окислов можетпроисходить окисью углерода, углеродом и водородом. Главная цель доменногопроцесса — вос­становление железа из его окислов. Восстановление окислов железаидет ступенчато по следующей схеме: Fе2О3 → Fе3O4→ FeO → Fe.
Главную роль в восстановлении окисловиграет окись углерода:
/>
Эта реакция практически необратима, протекает легкопри очень низкой концентрации СО в газовой фазе. Для развития следующей реакциивправо необходимы температура не ниже 570 °С и значи­тельный избыток СО вгазах:
 Fе3O4 + СО  = 3 FeO + СО 2 + Q.
Затем происходит образование твердойжелезной губки по реакции
/>
 Науглероживание железа происходит за счетвзаимодействия твердого губчатого железа с печными газами, содержащими значи­тельноеколичество СО:
/>
Образование сплава железа суглеродом, имеющего температуру плавления ниже, чем чистое железо, приводит кформированию ка­пель жидкого чугуна, которые, стекая в нижнюю часть печи черезслой раскаленного кокса, еще более насыщаются углеродом.
Шлакообразование активно развиваетсяпри прохождении шихты в области распара после окончания процессоввосстановления окис­лов железа в доменной печи. Шлак состоит из окислов пустойпороды и золы кокса, а также флюса, специально добавленного в печь, чтобыобеспечить достаточную жидкотекучесть шлака при температуре 1400—1450 °С.Основные составляющие доменного шлака — кремнезем (30—45 %), окись кальция(40—50 %), глинозем (10— 25 %).
Шлаки, получаемые в доменной печи, впоследние годы широко используют в промышленности, перерабатывают на цемент идругие строительные материалы (шла­ковуювату для теплоизоляции, шлаковые блоки и др.).
В верхней части печи из шихтыотделяются газообразные про­дукты реакций и азот воздуха. Газы, выделяющиеся издоменной печи, называют обычно колошниковыми. Газ со­стоит из 26—32 % окисиуглерода, 9—14 % двуокиси углерода и 54—58 % азота.
Восстановление других элементов
В доменную печь с шихтовымиматериалами попадают марганец, кремний, сера и другие элементов в видеразличных химических соединений. Эти элементы частично или полностьювосстанавливаются и входят в состав чугуна, улучшая или ухудшая его свойства.
Марганец: Высшие окислы марганцавосстанавливаются до закиси марганца (Mn) окисью углерода, аналогично окислам железа:
MnO 2 →Mn2O3 →    Mn3O4 →    MnO
При температуре выше 1100 оСпротекает реакция с образованием марганца:
MnO + CO →  Mn   + CO2
Кремнийнаходится в пустой породе руды и в золе кокса в виде свободного кремнезема SiO2 или в виде силикатов (SiO2* 2 CaO идр.).
 Восстановлениекремния происходит из кремнезема по реакции:
SiO2 + 2 C = Si + 2CO
Этареакция протекает с поглощением тепла при  температурах не ниже 1450 0С.
Другиеполезные примеси – никель, ванадий, титан и т.д. – попадают в доменную печь ввиде примесей железной руды. При доменной плавке никель восстанавливается ипереходит в чугун полностью, хром – на 85- 95 %, ванадий –на 70 – 80 %.
Фосфор –вредная примесь железных руд находится в них главным образом в виде  P2O5*3 CaO.Весь фосфор, внесенный шихтой, восстанавливается и переходит в чугунпрактически полностью.
Сера — особенно вредная примесь в чугуне (  а также в стали). Основное количество серывносит кокс, часть железная руда, агломерат, окатыши.
Вдоменнойпечи 10 -20 % серы удаляется в виде соединений (SO2, H 2 S)/ Остальная часть серы переходит в чугун и в шлак в видесульфидов FeS, CaS/
В условияхдоменной плавки основным способом десульфуризации, т.е. удаления серы изметалла, является образование сульфида кальция по реакции
FeS    + CaO = FeO + CaS
Сульфидкальция нерастворим в чугуне и находится в шлак. Наиболее интенсивно этареакция протекает при прохождении капель чугуна через слой шлака.
Из этогоследует, что одним из основных условий удаления серы из металла являетсядостаточное количество извести СаО в шлаке.
Часть серыудаляется с помощью магнезита, а также марганца:
FeS    + MgO = FeO + MgS
FeS    + MnO = FeO + MnS
Сульфид магниянерастворим в металле, а сульфид марганца растворяется незначительно.
Важнымпроцессом является шлакообразование. Начинается процесс примерно в распадепечи. Первичный шлак образуется в результате сплавления CaO, SiO2? Al2O3  и других окислов, находящихся всоставе флюса и пустой породы. При определенных соотношениях по массе этитугоплавкие окислы могут образовывать легкоплавкие смеси – сплавы стемпературой плавления 1150- 1200 оС. Стекая вниз и накапливаясь вгорне, шлак существенyоизменяет свой состав. В результате взаимодействия с расплавленным чугуном иостатками несгоревшего кокса в шлаке восстанавливаются окислы железа имарганца, в нам растворяются сульфиды железе и марганца, зола кокса и т.д.Химический состав шлака определяет состав чугуна и поэтому при выплавкепередельных, литейных и других чугунов всегда подбира ют шлак соответствующегосостава.
Типовойсостав шлака: 40-50 % CaO;38-40 % SiO 2  7-10 % Al2O3.