脱碳反应的作用:
(1)通过搅动熔池,促进了传热和传质,加大了钢渣界面,加速了物理化学反应的进行;
(2) CO气泡上浮搅动熔池,有利于钢液成分和温度的均匀;
(3) CO气泡上浮的搅动作用,使非金属夹杂互相碰撞而长大,从而促进了非金属夹杂物的上浮;同时,由于CO气泡内氢和氮的分压趋近于零,CO气泡对于氢气和氮气来说就相当于真空,所以在CO气泡上浮过程中,有害气体纷纷进入其中并随之排出;
(4)由于强烈的搅动作用,促进了初始液态渣向熔剂内部的扩散和生成渣新相向渣的内部扩散,从而有利于熔渣的快速形成;
(5)碳的氧化反应是一个放热反应,因此通过碳的大量氧化放热,钢液和炉渣得到有效升温,不仅满足了炼钢反应的热力学条件,而且保证了所炼钢种的出钢温度;
(6)爆发性的碳氧反应会造成喷溅。
转炉内主要的碳氧反应式如下:
转炉内主要的碳氧反应式如下:
[C]+1/2{O2}={CO}
△GΘ=-136900- J•mol-1 (Ⅰ)
[C]+(FeO)={CO}+[Fe]
△GΘ=98799- J•mol-1 (Ⅱ)
[C]+[O]={CO}
△GΘ=-22364- J•mol-1 (Ⅲ)
碳氧化反应的热力学条件:
(1)提高熔池中碳的活度系数有利于脱碳反应的进行;
(2)提高熔池中氧的活度有利于脱碳反应的进行;
(3)降低气相中CO的分压可使脱碳反应向更加深度方向发展(这也是真空脱碳的原理);
(4)在炼钢的温度范围,温度对脱碳反应的影响不大。
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