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電爐吹氧脫碳速率是礦石脫碳速率的四倍

文章作者:吹氧管瀏覽量:發(fā)布時間:2023-04-18 17:02

  電爐煉鋼中應用氧氣已是一項很普遍的操作。用氧的目的主要是助熔和脫碳,特別是在高鉻鋼的返回法冶煉中,吹氧脫碳已成為必不可少的手段。國內吹氧的方法主要是用吹氧管從爐門插入熔池吹氧,國外還有用水冷噴槍自爐頂垂直插入,以高速氧氣流沖擊熔池表面。后一種吹氧方法就更接近于純氧頂吹轉爐的供氧方式。這兩種吹氧方法的化學反應是完全一樣的,但是由于這兩種方法的供氧條件有所不同,所以其脫碳速率有較大的差別。例如,電爐用吹氧管吹氧,脫碳速率約為每小時2%,而純氧頂吹轉爐的脫碳速率每小時可高達17%。

  電爐吹氧脫碳速率雖然遠低于氧氣轉爐,但卻是礦石脫碳速率的四倍。脫碳速率的提高主要是向碳氧反應區(qū)供氧條件的改善。當單純由礦石脫碳時,反應所需的氧要經過熔渣、渣鋼界面、鋼液、氣相鋼液界面等一系列傳遞過程。其中通過渣鋼界面的渣相邊界層時z緩慢,所以整個脫碳反應的速率就受該步驟所控制。當向熔池直接吹入氧氣時,通過渣相邊界層這步驟就不再存在。分散在鋼液中的氧氣泡與鋼液有較大的接觸界面,在這些氣液界面上可以發(fā)生鋼中碳的直接氧化。但是由于氣液界面上鐵原子占總原子數的93%以上,且氣相中的傳質系數要比鋼液中的傳質系數大三個數量級,所以向鋼液熔池吹氧時,鋼中雜質元素的氧化主要是間接氧化。

  吹氧脫碳的特征與鋼液中含碳量有關。存在著一個臨界含碳量。當鋼中的含碳量大于臨界值時,脫碳反應由氧的傳遞控制,所以脫碳速率取決于供氧條件,如氧壓、流量、供氧方式等。當鋼中含碳量小于臨界值時,由于鋼液中含碳量與含氧量相差不多,甚至小于含氧量,這時碳原子向鋼液氣相界面的傳遞將成為脫碳速率的限制性環(huán)節(jié)。在供氧條件不變的情況下,脫碳速率隨含碳量的降低而下降。臨界含碳量的大小取決于鋼的成分、熔池溫度和真空度,一般波動在0.05%~0.08%的范圍。爐外精煉中,采用低壓下吹氧大都是為了低碳和超低碳鋼種的脫碳。而這類鋼又以鉻或鉻鎳不銹鋼居多。


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