Для Плавки стали Под кислым шлаком применяются кислые печи, ванна которых футерована динасовым кирпичом, поверх которого наварен слой кварцевого песка.

В отличие от бессемерования, в мартеновской печи процесс идет в основном за счет теплоты от сжигания топлива, поэтому нет необходимости в высоком содержании кремния в мартеновском чугуне.

Для передела в сталь фосфористых чугунов и отходов с повышенным содержанием фосфора и серы применяют основные печи, ванна которых футерована доломитом или магнезитом, как в томасовском конвертере; при этом большое содержание фосфора в чугуне, как это нужно для томасовского процесса, не является обязательным.

Свод и головки как кислых, так и основных мартеновских печей делаются из динасового кирпича, который лучше других огнеупоров переносит резкие колебания температуры, не растрескиваясь, и сохраняет прочность при высокой температуре.

Для верхних рядов насадок регенераторов применяется динасовый кирпич, для нижних рядов — шамотный кирпич.

В передней стенке мартеновской печи находятся загрузочные окна, через которые с рабочей площадки заваливается шихта, берутся пробы и ведется наблюдение за плавкой. Подина печи имеет наклон к задней стенке, в которой находится отверстие для выпуска готовой стали.

Плавка в мартеновских печах. Существуют две главные разновидности мартеновского процесса: скрап-процесс и рудный процесс.

Скрап-процесс характерен для мартеновских цехов машиностроительных заводов, где всегда имеются в большом количестве отходы производства в виде стального и чугунного лома, стружки, обрезков и обрубков металла, в виде частей машин, пришедших в негодность, и т. п.

При скрап-процессе загружаемая шихта содержит 65—% отходов (скрапа), остальное — чушковый чугун. Шихта для кислой плавки может содержать не более 0,03% серы и 0,04% фосфора, так как их удаление в печи с кислой футеровкой невозможно.

Расплавление твердой шихты занимает около половины всего времени плавки. При этом часть железа окисляется за счет кислорода атмосферы печи и руды, образуя закись железа (FeO), растворяющуюся в ванне металла и окисляющую примеси шихты. Сначала окисляются кремний и марганец:

Si + 2FeO = Si02 + 2Fe; (1)

Mn + FeO = MnO + Fe. (2)

При кислом процессе образующаяся кремнекислота (Si02) вступает в реакцию с закисью железа (FeO) и закисью марганца (МпО) и образует слой шлака на поверхности металла:

Si02 + FeO = FeSi03; Si02 + MnO = SiMn08 Далее выгорает углерод:

С + FeO = CO + Fe. (3)

Окись углерода (СО) выделяется на поверхности пузырьками, что создает впечатление кипящего металла. О ходе плавки судят по интенсивности кипения ванны и по форме пузырьков, применяя для наблюдения темнофиолетовые стекла. Кипение ванны приводит к улучшению качества стали, так как оно способствует перемешиванию ванны, выделению растворенных газов и шлаковых включений.

Определение состава и свойств металла производят по пробе, которую зачерпывают ошлакованной стальной ложкой.

К концу плавки в металле находится некоторое количество растворенной закиси железа (FeO), присутствие которой в готовой стали недопустимо, так как уже при содержании 0,1% FeO сталь дает трещины при прокатке и ковке. Для раскисления стали в конце плавки в печь загружают ферросплавы, марганец, кремний и углерод которых восстанавливают железо из закиси по реакциям (1), (2), (3). Окислы марганца и кремния уходят в шлак, а окись углерода поступает в атмосферу плавильного пространства печи.

При выгорании большинства примесей в процессе плавки выделяется значительное количество теплоты, которая повышает температуру ванны.