Металлургия » Теоретические основы сталеплавильных процессов. » Общая физико-химическая характеристика сталеплавил » Остаточное содержание газов.

Остаточное содержание газов.

 (голосов: 0)
Остаточное содержание газов.
Газами, остаточное содержание которых в готовой стали обычно ограничивают, являются водород и азот. Их поведение в сталеплавильных процессах характеризуется тем, что они при взаимодействии с металлом могут находиться в газовой фазе и без образования оксида, т.е. может протекать процесс
Остаточное содержание газов.




Эта зависимость, называемая законом квадратного корня, была установлена еще в начале XX в. Сивертсом. Из нее следует, что равновесное остаточное содержание газов в металле зависит от температуры (Кг2 )и парциального давления газа в газовой фазе (нелинейно). Влияние температуры на растворимость водорода и азота достаточно изучено. С повышением температуры растворимость газов в жидком железе повышается, но температура не является фактором, изменяя который можно регулировать содержание газов в металле. Основным фактором, используемым в этих целях, является изменение парциального давления. Во время окислительного рафинирования фактическое остаточное содержание газов в металле обычно бывает ниже равновесного с газовой фазой, но оно часто превышает требуемые пределы в готовой стали, поэтому для дегазации металл подвергают обработке вакуумом и нейтральным газом.
Более низкое фактическое содержание газов в металле по сравнению с равновесным во время окислительного рафинирования объясняется тем, что в этот период плавки происходит непрерывное окисление углерода, и пузыри СО, представляя вакуум для водорода и азота, уносят их из металла. Таким образом, на фактическое содержание газов в металле влияют скорости двух противоположных процессов: растворения газа в металле под действием парциального давления в газовой фазе и удаления газа в пузырях СО. При постоянных значениях рГ и интенсивности выделения СО (скорости окисления углерода) устанавливается стабильное фактическое содержание газа в металле, которое всегда ниже равновесного с газовой фазой, но зависит как от парциального давления его в газовой фазе, так и от интенсивности выделения СО.
Остаточное содержание газов.





Установление неравновесного, но стабильного для данных условий содержания газа в металле при окислительном рафинировании подобно сохранению определенного уровня жидкости в емкости, в которую она через одно затопленное отверстие непрерывно закачивается, но через другое затопленное отверстие одновременно выливается. Эта гидравлическая модель показана на рис. 7. В ней скорость поступления в емкость закачиваемой жидкости соответствует скорости растворения газа в металле, скорость выливания жидкости - скорости удаления газа из металла в пузырях СО и уровень жидкости в емкости - фактическому содержанию газа в металле.
В такой системе повышение скорости подачи жидкости (растворения газа) неизбежно приведет к повышению уровня жидкости (содержания газа). Но это повышение бывает временным, поскольку увеличение столба жидкости (концентрации газа) вызывает возрастание напора жидкости в емкости (давления выделения газа в металле), а это, с одной стороны, уменьшает поступление жидкости в емкость (газа в металл), а с другой - увеличивает выход жидкости из емкости (удаление газа из металла в пузырях СО). В итоге устанавливается новый стабильный уровень, более высокий, чем до повышения скорости закачивания жидкости. Легко показать, что уменьшение скорости подачи приводит к снижению уровня жидкости в емкости.
Изменение скорости выливания жидкости (удаления газа) также вызывает изменения уровня (концентрации), но эти изменения противоположны по сравнению с изменениями, наблюдаемыми при регулировании скорости закачивания (растворения).
Скорость окисления углерода для каждого типа сталеплавильного процесса имеет свои пределы, изменяющиеся не очень существенно, поэтому остаточное содержание газов в металле зависит от парциального давления их в газовой фазе и типа процесса.
Регулирование парциального давления газов в газовой фазе агрегата не всегда возможно, поэтому часто возникает необходимость дегазации металла после окислительного рафинирования.
Печать

РЕКЛАМА

Видео металлургия

Счетчики