炼钢篇—8 炼钢的理论基础.ppt

钢液的密度影响因素:温度(温度升高,密度降低)和成分(C影响较大,%最小值,%最大值)固体钢:马氏体,屈氏体,索氏体,珠光体,奥氏体依次增高。 钢的熔点溶入元素,纯铁的原子间作用力减弱,溶点降低。浓度相同的溶质元素,原子半径大,熔点降低的程度小。 钢液的物理性质各种不同速度运动的液体各层产生的内摩擦力-内摩擦/黏度系数表示形式:动力黏度μ(ic viscosity),单位Pa·s,泊P;运动黏度v(kinematic viscosity),m2/s流动性-黏度的倒数影响因素:温度升高,黏度降低;成分碳<%,随碳含量增加黏度降低;%≤碳≤%,随碳含量增加黏度增加,碳≥%,随碳含量增加黏度降低。Si, Mn, Ni降低钢的熔点,含量增加黏度降低,流动性好,Ti, W, V, Mo, Cr含量增加黏度增加, 钢液的表面张力表面张力:使钢液表面产生自发缩小倾向的力,σ,单位N/m,即钢液和它的饱和蒸气或空气界面之间的力影响因素:温度,随温度升高而增大成分,金属元素的影响较小, 钢的导热能力热导率:体系内维持单位温度梯度时,单位时间内流经单位面积的热量。λ表示,单位W/(m.℃)影响因素:成分,组织,温度,非金属夹杂物含量,钢中晶粒的细化程度钢中合金元素多,热导率低,各合金元素对热导率的影响次序为:C、Ni、Cr最大,Al、Si、Mn、W次之,Zr最小。珠光体、铁素体,马氏体钢热导率在加热时降低, 熔渣的作用、来源、 作用积极:①脱除钢中P、S等有害元素,并减少铁和其他有益元素的损失;②覆盖在钢液表面,防止钢液过度氧化及吸收有害气体,保温,减少有益元素烧损;③防止热量散失,保证钢冶炼温度;④吸收钢液中上浮的夹杂物及反应物。消极:①侵蚀耐火材料,降低炉衬寿命,特别是低碱度熔渣;②熔渣会夹带金属颗粒或未被还原的金属氧化物,降低金属收得率。 来源(1)炼钢过程加入的造渣材料,如石灰、石灰石、萤石等;(2)钢铁材料中得Si、Mn、P、Fe等元素的氧化产物;(3)冶炼过程被侵蚀的炉衬耐火材料。 熔渣的物理化学性质不同炼钢方法采用不同渣系,转炉炼钢造碱性氧化渣,电炉炼钢造碱性还原渣表8-1 熔渣的碱度R:碱性氧化物总和与酸性氧化物总和之比。炉料中,w[P]<%,R=w(CaO)/w(SiO2)%≤w[P]<%,R=w(CaO)/w(SiO2)+w(P2O5)此外,MgO含量较高时,还要加上w(MgO)R<1,酸性渣,高温可拉成细丝,即长渣R>1,碱性渣,短渣炼钢熔渣的酸碱性CaO> MnO > FeO> MgO>CaF2> Fe2O3>Al2O3>TiO2>SiO2>P2O5定义:一定的温度下,单位时间内熔渣向钢液供氧的数量。熔渣氧化性通常用∑w(FeO)%表示,∑w(FeO)%包括(FeO)本身和(Fe2O3)折合成(FeO)部分。全氧法:∑w(FeO)%=w(FeO)%+(Fe2O3)%全铁法:∑w(FeO)%=w(FeO)%+(Fe2O3)%通常用按全铁法将(Fe2O3)折合成(FeO),原因是取出渣样在冷却过程,渣样表面的低价铁有一部分被空气氧化成高价,即FeO氧化成Fe2O3,因而使得分析出的Fe2O3偏高,用全铁法折算可以抵消此误差。由于部分氧化铁以复杂分子形式存在,因此其含量反映不出实际参加反应的有效含量,熔渣的氧化性用氧化亚铁的活度a(FeO)表示更准确a(FeO)=w(O)% / w(O)% 熔渣的氧化性碱度、温度对aFeO的影响:(1)碱度过高或过低都不利提高炉渣氧化性;—(分子理论、离子理论)(2)∑w(FeO)%一定,碱度低时,aFeO随温度升高而略有减少;∑w(FeO)%不定,碱度低时,温度对aFeO几乎没影响;碱度高时,aFeO随温度升高而减少。熔渣氧化性在炼钢过程中的作用:(1)影响化渣速度和熔渣粘度;(2)影响熔渣向熔池传氧、脱磷和钢水的含氧量w[O]。(3)影响铁合金和金属收得率及炉衬寿命。 熔渣的物理性质炼钢过程中熔渣的熔点低于所炼钢的熔点50-200℃熔渣中高熔点组元越多,熔化温度越高。影响黏度的因素主要是成分,固体质点, 硅、 硅的氧化还原[Si]+2[O]==(SiO2),[Si