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為什么氧化期要有一定的脫碳量和足夠強烈的均勻沸騰?

當(dāng)鋼液中的碳大量氧化時,產(chǎn)生許多CO氣泡,穿過鋼液逸人大氣,其現(xiàn)象如同水燒開時一樣,叫做碳氧化沸騰。碳氧化沸騰在冶煉中起著極為重要的作用,是冶煉中排除氣體、夾雜和促進均勻升溫的重要手段。其作用是。
(1)去夾雜。熔末的鋼水是比較臟的,當(dāng)中含有許多從原料中帶來的非金屬夾雜物,如Si02、Al2。E、Mn0等。它們以細小的顆粒分散在鋼液中,這種東西如果保留到成品鋼中去,會破壞鋼的力學(xué)性能。但是通過沸騰,由于氣泡的攪動,它們彼此增加了接觸機會,就很容易聚合在一起,甚至互相融合,體積增加,在鋼液中受到的浮力也增加了,就有可能從鋼中浮起進入渣中而得到清除。另外,它們也很容易吸附在上升的氣泡表面,隨著氣泡一起上升進人渣中。
2)均勻升溫。電爐依靠電弧來加熱鋼液,升溫是比較容易的。但是熱量集中在三個電極下的電弧區(qū)域內(nèi),因此很容易造成溫度的不均勻,電弧下的鋼水可以過熱(過熱伴隨著吸收大量氣體),而遠離電弧的鋼液升溫就比較慢。試驗證明,在平靜的熔池中,爐渣溫度高于鋼液40一80℃,渣下鋼液溫度高于爐底鋼液50~70℃,中部鋼液溫度高于爐壁鋼液30-40℃。但是只要有了沸騰,情況就改變了。強烈的沸騰攪動了鋼液和爐渣,使傳熱速度加快,減少了熔池溫度不均勻。在沸騰熔池中測量的溫度差別已經(jīng)小干5℃。這實際意味著加熱速度大大提高,弧區(qū)的熱量被鋼液迅速吸收,同時也減少了電弧下鋼液的過熱,減少了氣體的吸收。
(3)去氣。熔化末期,鋼液中溶人了大量的氫氣、氮氣。氧化期要靠沸騰來去氣。碳氧化產(chǎn)生的CO氣泡對溶于鋼種的氣體來說,好像是一個真空地帶(氣泡中沒有H,N),當(dāng)CO氣泡從鋼液中穿過的時候,在氣泡表面的H和N就會迅速結(jié)合成Hz、N2分子而進入CO氣泡,隨CO氣泡排出鋼液。所以碳氧化越激烈,產(chǎn)生氣泡越大,沸騰去氣也越多口沸騰時間越長,去氣作用也越J大。但是我們不能在注意到一個傾向的時候,忽視了另一個傾向。當(dāng)沸騰時,通過爐渣還在吸人一部分氣體,沸騰越強烈,時間越長,通過爐渣吸入的氣體量也增加。尤其當(dāng)沸騰太強。把渣翻開,露出鋼液面時,吸氣更多,沸騰并不是越猛烈越好,時間也不是越長越好,而是有一個合適值。對于靠加礦氧化的冶煉來說,表示沸騰強度的降碳速度合適值一般是(0. 08一0.15)%C/min,平均在0.10 16C/min,這就是一般要求的強烈均勻沸騰。表示強烈沸騰時,三間的脫碳量合適值一般在0.20 %-0.40%C,即時間在20一40min為宜。對于熔氧合并,礦氧結(jié)合的氧化操作來說,由于吹氧促進了熔池的攪拌和去氣,因此對脫碳量的要求已成為大于0.1%c,即時間不少于10min短之后,對鋼的質(zhì)量并無明顯影響。
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