oțel ucis

Oțel dezoxidare (dezoxidarea oțelului)

Scăderea conținutului de oxigen din oțel sau legarea-l într-un compus suficient de stabil numit dezoxidarea oțelului.

oțel metode dezoxidare

În timpul cristalizării în forme sau forme de carbon reacționează cu veniturile oxigen, și chiar îmbunătățite datorită segregării oxigenului, t. E. Creșterea conținutului său în lichidul mumă, din cauza solubilității scăzute în metal solid. Aceasta conduce la formarea de monoxid de carbon gazos și efectul fierbe. Dacă acest fierbere apare foarte rapid, metalul se ridica ( „efervescență“) este apoi coborâtă și lingou sau lingoul este obținut nu dens, poros-gaz și improprii pentru utilizare. Pentru a obține de înaltă calitate lingou de fierbere trebuie reglată sau complet prevenită. În primul caz, oțelul rezultat numit fierbere, în al doilea - bun.

Cea mai comună metodă de îndepărtare a oțelului cu oxigen este adâncimea (precipitant) dezoxidarea. Se aplică în siderurgiei toate unitățile de producere a oțelului și se realizează într-o (deci „adâncime“) dopate cu metal a elementelor de legătură oxigenul din oxizi sunt suficient de puternice. O îndepărtare mai mult sau mai puțin completă a incluziunilor de oxid formate - produse deoxidization este rezultat al depunerii lor - plutitoare sau de îndepărtare și metal de tranziție curge în zgură sau suprafața de interfază solidă.

Să luăm în considerare procesele care au loc în timpul îndepărtării oxigenului, concentrându-se pe dezoxidarea adânc înrădăcinate

Când de metal dezoxidare adânc este introdus în elementele care formează dezoxidarea la date condiții termodinamice (compoziție, temperatură, presiune) oxizi, mai durabile decât FeO și insolubil în oțel. Dacă este necesar, se obține omorât elementul dezoxidant din oțel trebuie să aibă în aceste condiții o mai mare afinitate pentru oxigen comparativ nu numai cu fier, dar, de asemenea, cu carbon, pentru a exclude posibilitatea de reacție decarburare și bulele de CO.

dezoxidare reacția (R), cu oxigenul din metal, în general, poate fi scrisă prin reacția:

m [R] + n [O] = RMON (1 58)

Constanta de echilibru caracteristic dezoxidarea elementul capacitate. Frecvent, neglijând coeficienții de activitate, este înregistrat sub forma ecuației (60), care exprimă concentrația produsului capacitatea de dezoxidare în schimb activități:

Dacă desconsiderarea raportul activității oxigenului în aliajul binar Fe-O la concentrații scăzute justificate, nu întotdeauna este acceptabil în cazul introducerii unei reductori metalice. După cum se vede din tabelul 1, care prezintă parametrii elementelor de interacțiune în fier lichid, metale, cum ar fi aluminiu, titan, siliciu, care sunt elemente care elimina oxigenul din oțel, cauzând activitate oxigen raport de reducere. Cel mai mic Scăderea cauzat deoxidizers precum mangan și crom. Caracteristic, cu toate acestea, că toate captatori provoca o reducere a activității oxigenului din metal. Acest lucru este destul de natural, deoarece energia de interacțiune și reducătoare de oxigen este mai mare decât energia interacțiunii fierului cu oxigenul.

Tabelul 1. Efectul de mangan pe siliciu capacitatea dezoxidant

Prin urmare, dezoxidarea nu numai că leagă oxigenul din compușii emiși sub formă de incluziuni de oxizi, dar, de asemenea, determina o reducere a activității de oxigen rămas în soluție.

Figura 1. Elementele de abilitate dezoxidant

In procesul de fabricare a oțelului dezoxidarea metalului, împiedicând reacția de oxidare a carbonului, siliciului și pot fi dispuse sub toate elementele (vezi figura), dintre care Cele mai puternice sunt deoxidizers metale de pământuri rare -. Ceriu și lantan. Cu toate acestea siliciu capacitatea doar ușor mai scăzute decât carbonul și gradul de segregare a carbonului semnificativ peste dezoxidare. Prin urmare, după cum sa menționat, dezoxidarea un lingou de siliciu din oțel obține sănătos nu poate fi ucis; segregare intensivă carbon conduce la interacțiunea cu oxigen, cu generarea de bule de monoxid de carbon. Lingourilor dens trebuie să fie utilizat și captatori mai puternici decât siliciu. Dintre aceste Reducători cea mai mare cerere primită de aluminiu.

Elementele carbon situate mai sus (a se vedea. Figura), caracterizat prin urmare, mai puțin capacitatea de dezoxidare nu poate preveni reacția de oxidare a carbonului. Cu toate acestea, în procesul de cristalizare a oțelului moale la un metal lichid temperatură joasă care interacționează cu oxigenul, reducerea intensității oxidarea carbonului. Acest lucru este utilizat în producția de oțel cu ramă, pentru care de fierbere de reglementare tipic administrat mangan, și uneori - vanadiu.

Figura arată capacitatea dezoxidare a elementelor separate la aplicarea lor. Așa cum sa arătat, în cazul administrării în unele elemente pot afecta capacitatea altor dezoxidare. Acest lucru are loc în condiții de producție practice oțel ucis care este dezoxidat pentru a obține un conținut suficient de scăzut de oxigen în metal și incluziuni nemetalice, cea mai adecvată pentru îndepărtarea lor din oțel și influența sa asupra proprietăților.

8%. Cu toate acestea, echilibrul dintre calciu și oxigen nu poate fi realizat datorită elasticității ridicate de vapori de calciu neglijabile și solubilitatea sa în fier lichid și oțel.

Temperatura de fierbere de calciu, la presiune normală este 1440 ° C. Elasticitatea vaporilor acestuia la o temperatură de 1600 ° C este de 180 kPa (1,8 atm). Mai mult, potrivit unor studii, oțelul topit nu este solubil. De aceea, calciu reacționează cu oxigenul din oțel numai în timpul introducerii sale și rapid eliminate din metalul în stare gazoasă.

Dezoxidare mangan este utilizat în producția de aproape toate de fierbere și a fost liniștit. Acest lucru se datorează particularităților efectului său asupra dezoxidarea oțelului, atât singuri cât și în combinație cu alți agenți de reducere, precum și influența asupra caracterului incluziunilor nemetalice.

Dezoxidarea capacitatea numărului Mn de cercetători studiate prin determinarea distribuției de echilibru între zgură și metal.

Deoarece metalul este plasat în echilibru cu zgură sistem FeO-MnO, concentrația de oxigen este proporțională cu fracția molară a oxidului de fier din zgură, care exprimă în mod substanțial raportul [% O] / (FeO).

Figura 1. Concentrația de echilibru a mangan și oxigenul din fier

Cu toate acestea, capacitatea de dezoxidare a Mn crește odată cu scăderea temperaturii. Prin urmare, atunci când răcirea oțelului la mangan temperatură de cristalizare poate dezoxidarea metalului. Este esențial în producția de oțel cu ramă, pe care o dezoxidat Mn. Aditivii mangan de fierbere reglează intensitatea oțelului în matriță. Dezoxidarea efect în acest caz apare datorită metalului și răcire, ca urmare a separării oxigenului.

oțel siliciu dezoxidare

Siliciul este utilizat ca dezoxidant în fabricarea oțelului aproape toate uciși, datorită puterii sale ridicate de dezoxidare și influența benefică asupra caracterului incluziunilor nemetalice.

silice activ solid (p.t. = 1710 ° C) este egal cu unitatea, și, prin urmare, nu este considerată o constantă în ecuație.

Dependența de temperatură a constantei de echilibru de temperatură este exprimată prin ecuația:

După cum se vede din tabel, siliciul determină activitatea oxigenului raport de reducere. Concomitent, coeficientul de activitate al siliciului variază în funcție de concentrația de concentrare și oxigen. Cu toate acestea, sa constatat că o consistență satisfăcătoare reține produsul concentrațiilor masice, exprimată prin ecuația (2) (excluzând factorii de activitate):

[Si,%] 0,01 0,1 0,2 0,3

[O%] 0.0530 0.0170 0.0110 0.0095

La determinarea constanta de echilibru dezoxidare a oțelului siliciu conform ecuației (1) și produsul din concentrația de echilibru conform ecuației (2), sa presupus că produsul dezoxidare este silice. În realitate, acest lucru nu este întotdeauna cazul. Când dezoxidare de siliciu împreună cu silice solidă, formată din silicați de fier, forma globulară ceea ce indică faptul că au fost într-o stare lichidă. Prin urmare, luând în considerare problema capacității unui siliciu reducător, este necesar să se ia în considerare condițiile de formare de produse lichide dezoxidare (FeO + SiO2 (g):

FeO (g) + SiO2 (w) = [Si] + 3 [O] + [Fe]; (3)

Având în vedere cantitatea de produse dezoxidare activitate din ecuația (3), la 1600 ° C, obținut prin:

K „= [% Si] [% O] 3 = 2,52 X 10-7. (4)