5.Обезуглероживание железо-углеродистых расплавов. Способы интенсификации обезуглероживания расплава.

Окисление С-важнейший процесс плавки, влияющ на развитие дрфиз и хим процессов, протек-их в ванне. Тк образуется большое кол-во газообразного оксида углерода при обезуглероживании расплава. Выделение пузырьков СО вызывает интенсивное перем-ие ванны, увеличивает массоперенос, облегчает протекание реакций, лимитирующихся диффузионными процессами. Стадии окисления С: 1.конвективная диффузия оксида железа в шлаке по направлению к поверхности шлак-металл; 2.переход кислорода в металл через границу раздела шлак-металл; 3.конвективная диффузия кислорода и углерода в металле к месту химической реакции; 4.акт химической реакции; 5.зарождение новой газовой фазы; 6.удаление пузырьков окиси углерода из расплава.Окисления углерода за счет кислорода шлака: Способы подвода окислителя: 1.О поступает из шлака, в кот высокая активностьО поддерживается добавками железной руды, агломерата и других окислителей (ск-ть 0,005-0,002%); 2. расплав продувают газообразным О, скорость окисления С увеличивается до 0,03-0,05% С в мин.Стадии 1, 2, 3 явл диффузионными. Скорость конвективной диффузии 1 и 3 стадии зависит от интенсивности перемешивания и в незначит степени от Т. При активном переем-ии ванны эти стадии лимит-ми быть не могут. Лимит-щейявл2 стадия - подт-тся и практикой. В окислительный период ск-ть окис-ияС возрастает с повыш-ем интен-сти перехода О в Ме через межфазную границу. Скорость окисленияСпропорциональна увеличению интенсивности доставки О. При этом любая скорость введения О практически не вызывает существенного повышения конц-ииО в стали. Однако, процесс лимитируется доставкойО только когда в расплаве находится в избытке реагирующий углерод. Существует критическая концентрация [С]_кр,выше кот ск-тьок-ияС зависит от интенсивности подачи окислителя. При концен=ии С меньше,чем[С]_кр, скорость окисленияС лимитируется доставкой углерода к месту реакции или различием между объемным содержанием углерода в ванне и углеродом в месте протекания реакции. Акт хим реакциихарактеризуется меньшими ск-ми окис-ияС, повышением конц-ииО в Ме, существенным развитием процесса окисления железа.5 стадия. Тк скорость химреакции превосходит ск-ть поступления реагентов к месту реакции, думали, что реакция достигает равновесия.Но фактические зн-ия, характ-щие сод-иеС и ОвМе не достигают равновесных. Такое положение объясняют тормозящим влиянием образования газообразной фазы –пузырьков СО.Облегчить пятую стадию можно введением доп газовых пузырей извне, например, газовые поры на футеровке, на твердом шлаке, вводимый газ для перем-ияМе– аргон, азот и др приемы..

6. Обезуглероживание высоколегированных расплавов. Способы интенсификации обезуглероживания высоколегированных расплавов

Обезуглероживание-задача, решаемая при выплавке коррозионностойких, жаропрочных, износостойких и многих других марок сталей и сплавов. Хром обладает более высоким сродством к кислороду, чем углерод. Поэтому обез-ние, проводимое в ДП, при продувке ванныО сопровождается большими потерями хрома. Одной из задач-создание условий, обеспечивающих преимущественное перед хромом окисление углерода. При содержании хрома до примерно 9% в расплаве, реакцию обезуглероживания можно представить в виде Активность комплексного оксида обычно принимают равной 1.При содержании хрома в расплаве более 9% реакцию обезуглероживания записывают выражением: При продувке расплава газообразным кислородом значение активности оксидов хрома может быть принято равным единице. Однако при продувке ванны не чистым кислородом или при переносе процесса обезуглероживания в вакуумную камеру. В этом случае необходимо оценить активность оксида хрома в шлаке. Или результаты расчетов не будут отражать истинной ситуации в расплаве. При сод-ие хрома более 9% при выплавке коррозионностойкой стали типа Х18Н10Л переплавом легированных отходов. Анализируя выражение константы равновесия реакции, можно определить условия, обеспечивающие преимущественное окисление хрома. Повышение температуры способствует преимущественному окислению углерода, что часто используют при плавке стали в электропечи, поднимая кратковременно Т (газообразным О) до 1800-1900 ⁰С. Снижаются потери хрома при уменьшении парциального давления окиси углерода в газовом пузыре на выходе из расплава. Это обеспечивается за счет продувки ванны кислородом в смеси с инертным газом (выплавки стали методом аргонно-кислородного рафинирования), или осущ-ем обезуг-ия в вакууме – вакуум-кислородноераф-ие. Для уменьшения окисления хрома увеличивают активности углерода за счет повышения его коэффициента активности. Это обеспечивается за счет ранней присадки в металлическую ванну элементов, повышающих коэффициент активности углерода.