Cimmerman (523120), страница 101
Текст из файла (страница 101)
1г Р С Равновесная концентрация (0), ей 0,18 0,1 0,025 0,02 Продолжение Раскислитель .. 3! Т) А! Ранновесная концентрация (0), ей 0,018 0,003 0,001 2. С ростом температуры унеличивается равновесная концентрация кислорода, что вызывает уменьшение раскислительной способности растворенных вешеств. Раскнслнтельная способность некоторых элементов при 1600'С приводится на рис. 3 26, р ад 1)У 3.3.2.1. Равновесие реакции раскислении Характеристика раскислительной способлсюти. Для каждого раскислителя раскислительная способность характеризуется равновесной концентрацией кислорода прн постоянной температуре. В условиях равнонесия различаются: а. Ориентировочная оценка раскислнтельной способности чистых элементов, которая зависит ат стабильности окислов, образо. ванных из чистых элементов и чистого кислорода (см.
3.1). Характеристический параметр — кислородный потенциал: — Лб = )(Т 1и ра (зависит от температуры) . Отсюда выводятся условия равновесна реакции окисления: хР+ — (О.) = В„О„! 2 К= ра (завнсит от температуры), где Р— раскислитель. б. Раскислительная способность технических материалов. Так как при раскислении реагируют не чистые вешества, а их растворы в Ге, то с учетом взаимного влияния реагентов условия равновесия изменяются и приводят к изменению реакционной способности соответствуюших элементов: х (В] + а (О) = Рз Оу' К=В~4.
Ниже приведены некоторые факторы, влияюшие на раскислительиую способность. адат дама аы йада,уааг аа (ага за аааермрурсцоспислолтеля, % Рис. З.тз 3.3.2.2. Осаждающее раскисление Осаждающее раскисленне асушествляется при помаши элементов, обладающих большим сродствам к кислороду, чем Ге. А. Основная реакция (А(еО)+Рче(Ме)+ +Р011. Б. Продукт расннсле пня ВО должен 1 '(ВО) быть удален нз расплава (ВО) — ~ Роскисление маргакг(ем. Марганец мажет применяться в качестве раскислителя, поскольку МпО нерастварнм в Ге. Эффективность его, однако, невелика (рнс.
3.27, для безуглерадистых расплавов) (63). Эффективное раскисление проходит только в области Н1 (рис. 3.27), где уже начинается первичная кристаллизация Ге н остаточный расплав обогащается кислородом и марганцем Раскислгкис кремнием. В расплавах с низким содержанием углерода и марганца возможно уже при температуре 1600'С (Рнс.
3.28) (бЗ). Продуит раскисления— твердый ЯО». Раскисление одним только Я на практике не применяется (образуются шлировые ныделения 510,). Сталь, содержашую марганец, раскисляют ферросилицием. 0,% Кроме того, пля них характерна высокая степень отделения продуктов раскислення. Комплексйые раскислнтели повышают скорость реакции раскисления. Комплексные раскислители: силиномарганец; А1 (после 51 и Мп); СаЯ; СаА1; А1Са51; редкоземельные элементы Се, [,а (а соединении с другими раскислителямн); В, Т1, 21, Ва, Мк (в соединении с другими раскислителями).
д 02 04 06 00 У) Ф 54 56 [д Мп,% Гннггажау 1 — Ре в Рп — МпО, расплав; и — Ре (рпспппз1 РеΠ— МпΠ— твердый раствор: 1и — не+остаточный расплав О,тв д,дд д ду 84 дб дд 51 а» р с. зда 1 — бвзыаргпнцеаый расплав прн !бш — »б№ с; т — то же. прв»ШŠ— »ббс'С: 3 — впсперпмпптапьвыв пвотерны распппвпв, соявржащвя марганец Раскиглеиае марганцем и кремнием. Раскиспительная способность, силикомарганца ( — 20 и)» Я -65 и)» Мп) выше, чем у Мп или 51 в отдельности Образуются жидко- текучие силикаты марганца.
Рост раскислительной способности комплексного раскислителя по сравнению с отдельнымн компонентами (например, Мн) обусловлен образованием продуктац раскисления в виде смешанных окислов или соединений (например, силикаты), активность которых меньше К=((Ме)ы(0)пЦам . О . Раскислеииг алюминием. Алюминий обладает очень высоким сродством к кислороду и поэтому является сильным раскислителем, Комялгксиыг раскиглители. Эффектив- ные раскислнтели (см. силнкомарганец). 3.3.2.3.Продуктьг раскислеиия Реакции образования продукта раскшлеиия (РО): [Мп)+(0) -МпО; 2[АЦ+3[О)- А1 Оэ; [Я)+2[0)»ЯОэ: [ТЦ+ 2[0)-» ТЮа: [Ег) + 2 [0)-ьЕгОа; [С) + [О)-».СО, а также реакции между образовавшимися веществами (возникают силнкаты, двойные окислы, смешанные окислы, химические соединения н т.
д.). Основные требования к продуктам раскисления: меньший удельный вес; максимальная текучесть и способносп, к коагуляцни; поверхностное натяжение ббльшее, чем у Ре. Это обеспечивает очистку жгшкого железа. Продукты раскисления подразделяются на: первичные илн первичные окислы (относительно крупные частицы, образуются в течение 10 †с после введения раскислителя); — вторичные (образуются при охлаждении расплава н при вторичном раскислении; очень мелкие; плахо отделяются от расплава, вязкость которого уже увеличивается).
Основные характеристики продуктов раскисления: Ц температура плавления: 2) плотность; 3) поверхностное натяжение (в сравнении с жидким Ге). Скорость отделения. Зависит ат размера частиц (закон Стокса); подвижности расплава; поверхностных свойств; смачнваемости. Особенности игкогормя продуктов раскисл ения а. Кремний.
Сначала образуется ЗЮ, (-98 в»(»), затем — силикаты Ре, Мп. б. Титан. Выделяются крупные частицы ( 200 мкм) гетерогенного состава (макс. » 90»)» ТЮа). в. Алюминий. Мелкодисперсные выделения -9У вй А!аОэ (30 — 50 мкм), которые переходят в снлнкаты вместе с Ре, Мп, А1, 51. Возможно спекание частиц. г. Е(ирконнй.
Очень мелкие частицы 93 1ь 2101 ((10 мкм). д. Са51. Хорошо коагулируюшие частипы (30 — 50 мкм), садержашие СаО. Образование силикатна Са, Я, Мп. е. СаА1.'Спеченный продукт (до 40мкм), в состав которого входят Са и А1. Изменение общего содержания кислорода после введения ршкислпгелгй. А. Комплексные раскнслители. Применяижса длн улучшения отделяемостн про- %,Игп ЭУг уд 22 — 140 дунтов расяисления. Для получения хороших свойств материала количество включений должно быть минимальным. Б. Кислородный баланс. Кислород в виде оясидных включений влияет на свойства материала.
Поэтому содержание растворенного н связанного янслорода необходимо снижать. Зависимость механических свойств от содержания нислорода для нелегированной стали приводится иа рис. 3.29 [631. ри.. здв и бгуд а! буйду Оа,ъ В. Изменение содержания кислорода и включений, а также температуры расплава железа в процессе осаждающего расхисления показано на рис. 3.30 [63).
Рно. ЗВŠà — содержание растворенного инолорода; у— то жа свяааиного: 3 — то же суммарное; А— конец оиислитольного парнада: Б — выпуск:  — выдержка в ковше; à — рааливиа 1. Содержание растворенного [О) в донце окислительного периода плавки велико и соответсгвуег содержанию' С, однако в результате осаждающего раскисления при выпуске оно резка снижается и достигает минимального значения при затвердсвании. 2. Доля связанного кислорода в конце ояислитсльного периода мала (очищающее действие охислительного процесса). При осаждающем раснислеиии она реэхо увеличивается, затем .медленно падает, а при затвердевании снова возрастает эа счет схваченных онислов О О„. 3, Общее содержание кислорода определяется ная сумма обеих его форм.
Это содержание и определяется при анализе проб (см. 3.6). 3.3.2.4. Диффузиоииое раскислеиие Характеристика процесса..Выражение «диффузионное» не полностью соответствует существу процесса. Более точный термин — аэястракционное раскислениев [9). При диффузионном раснислении содержание [О) снижается за счет расяислення шлака. Расхислителями могут быть С, 53 А1. Основная задача — снижение содержания РеО в шлаке, что усиливает диффузию кислорода из металла в шлак (см. правило распределения Нернста).
Шлак состоит нз 66% СаО, 20%5)Оь 10% Сара и -1% РеО и МпО. ьрао= (РеО)/[РеО) — зависит от температуры. Образуются газообразные (или жидкие) продукты расхисления. Применяется толька в дуговых печах, где нет горящих газов. Реакция протекает в несколько стадий: 1. [ГеО) н — (РеО). 2. (ГеО)+)(аж(ЙО)+Ре ()гΠ— продухт расхисления). 3, В зависимости от типа раскислителя образуются богатые карбидами шлаки ( -2 % СаСа), если восстанавитель — углерод, или белый шлак, если 56 А1. Коэффициент скорости диффрзиоялоао расяпслеяия Факторы, влияющие на яоэффицнент скорости диффузионного раскисления: 1) увеличение солержания извести в шлаке (т. е. уменьшение содержания РеО) усиливает восстановительное действие; 2) вязяость шлака (присадха Сара); 3) перемешиваиие (повышает скорость раснислеиия).
3.3.2.3. Другие способы раскислеиии Обработка расплава железа синтетическими иглалами. Широко применяется на практике. В дуговой печи наводится шлак из А1аОа и СаО. Шлак заливают в ковш, туда же с высоты 3 — 6 м выливают струю металла из печи. Способ позволяет снизить содержание кислорода и серы. Элелтроналакоеый переплав.
Основная цель — очистка стали от 5 н неметаллических включений в процессе расплавления исходного материала в разогретой шлановой ванне,( 1800'С, см. 4.0). Кроме того, ПП,т пг П,7 пбю 9000 — 10 000 7000 — 9000 8200 — 3500 4000 1650 900 — 1000 П(Г ()!у П((УП ГА Ботд ГГА lбб паупг пп(агг аа7((7П С она со Природный Коксовый Колош- ннховый 6 <3 3 0,1 57 0 3 0 2 57 12 2 гяс, з.з! за счет затвердевания в водоохлаждаемом христаллизаторе можно управлять ст(!Унтурой слитка, Вакуумное раскислеяие.
Основывается главным образом на реакции абезуглерознивания, тан ная в вакууме расяислнтельиая способность углерода значительна возрастает (см. рис. 3.31) (9). Из данных. о7йЯгпг б(б)йхуг пппб йпппцпг пппбгпг йп г г раелиепплгепа.% приведенных иа рисунке, следует, что А!оОо при 1600'С и 0,01 о)о С должен был бы восстанавливаться. Однако зта невозмож. но, пасхальну фактическое парциальное давление кислорода выше. 3.3.3. Материальный и тепловой баланс Мотериальяма баланс 1. Материалы, используемые для произ- водства стали (собственный и привозной скРап, чугун, руда, прокатная окалина, ферросплавы, топливо, яислород, шлакооб- рззуюшие), 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
