Теоретические основы металлургического производства
  9.1 Значение углерода в сталеплавильных процессах

Роль углерода в сталеплавильных процессах сводится, главным образом, к следующему:

  1. Углерод является обязательным компонентом большинства марок стали. Изменяя соотношение между количеством феррита и перлита в структуре твердого металла, расширяя область температур устойчивого существования -Fe, углерод позволяет получать металл с широким диапазоном механиче-ских свойств.
  2. В некоторых марках стали специального назначения углерод является вредной примесью (электротехнические, жаропрочные, коррозионностойкие и т.д.).

  3. На окисление углерода расходуется основное количество кислорода, вдуваемого в ванну для окисления примесей. Например, в кислородно-конвертерном и мартеновском скрап-рудном процессах на окисление углерода расходуется свыше 75 – 80% кислорода. Поэтому управление процессом окислительного рафинирования сводится, главным образом, к управлению процессом обезуглероживания металла.
  4. Углерод является единственной примесью сталеплавильной ванны, окисление которой сопровождается образованием газообразных продуктов взаимодействия. При окислении углерода образуются CO и CO2, объем которых во много раз превышает объема металла (окисление 1 кг углерода при 1500оС сопровождается образованием более 10 м3 CO). Удаляясь из ванны в виде пузырей, этот газ обеспечивает интенсивное перемешивание металла и шлака, увеличивая скорости тепло- и массообменных процессов, что позволяет закончить плавку за технологически приемлемое время.
  5. Пузыри CO, проходя через жидкий металл, способствуют также удалению из него газов и неметаллических включений по ходу плавки и во время вакуумирования.
  6. В кислородных процессах большое значение имеет нагрев ванны теплом, выделяющимся при протекании реакций окисления углерода. Например, в кислородно-конвертерном процессе тепло реакции окисления углерода составляет 20 – 25% приходной части теплового баланса плавки и обеспечивает нагрев металла до температуры выпуска при значительном количестве лома в шихте.
  7. Содержание углерода в металле и непрерывное его окисление является главным фактором, который по ходу плавки определяет содержание кислорода в металле и оксидов железа в шлаке. Окисленность ванны определяет потери железа со шлаком в виде оксидов, остаточное содержание остальных примесей ванны, угар раскислителей и легирующих добавок и др.
  8. Окисление углерода при затвердевании металла в изложницах позволяет получать слитки различной структуры (кипящая, спокойная и полуспокойная сталь).
  9.1 Значение углерода в сталеплавильных процессах
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ