Eliminarea impurităților nocive - stadopedia

O2, S, P, N, H2, mai puțin adesea altele (As), chiar și într-o mică cantitate, afectează negativ proprietățile fierului și ale aliajelor sale. Obținerea unui metal de calitate corespunzătoare se obține prin reducerea într-o anumită măsură a conținutului de impurități nocive prin diferite metode, în funcție de natura fiecărei impurități.







Deoxidarea oțelului - îndepărtarea oxigenului dizolvat. Cu rafinarea oxidantă ca impurități cu o afinitate mai mare pentru scăderea oxigenului în metal decât concentrația de fier, oxigenul crește. Carbonul este oxidat mai târziu decât alte elemente, iar concentrația de C în metal determină finalul. Oxidabilitatea metalului în timpul decarburizării este crescută și, în special, brusc, cu un conținut de carbon mai mic de 0,2. Concentrația reală de carbon din metal la sfârșitul rafinării pentru diferite grade de oțel este în intervalul de 0,02-0,05%. După răcirea unui astfel de metal, reacția de decarburizare va continua cu cristalizare selectivă. Odată cu cristalizarea, lichidul rămas este îmbogățit treptat cu impurități. În special, carbonul și [O], ale căror concentrații continuă să rămână mai mult decât echilibrul pentru reacția de decarburizare, ceea ce asigură fluxul continuu. Unele bule de gaz rămân în metalul de întărire, făcându-l cu bule. Datorită suprasaturării metalului, oxizii de fier sunt eliberați de oxigen. Cu o scădere a temperaturii, solubilitatea O2 în fier scade brusc, ceea ce duce la o creștere a fazei de oxid la limita granulelor. Acest fenomen se numește roșeață. Concentrația excesiv de mare de O2 în metal este un exemplu al procesului de rafinare oxidativă. În plus, în timpul producției și turnării oțelului, adică După eliberarea de pe capacul de zgură, acesta intră în contact cu aerul atmosferic. Prin urmare, topirea oțelului se termină întotdeauna cu dezoxidarea pentru a îndepărta oxigenul din metal până la limitele care asigură terminarea completă sau parțială a reacției de decarburizare. Ca elemente ale deoxidizatorului, se folosesc două grupuri de elemente - ele sunt elemente cu o afinitate mai mare pentru oxigen decât fierul Mn, Si. Al doilea grup este un element cu o afinitate mai mare pentru oxigen decât carbon. Ele servesc pentru a "liniști" complet Al, Ti, B, Ca, Zirkoniy. Deoxidarea este de obicei combinată cu dopajul, adică cu o creștere a limitelor necesare de impurități utile. Există trei moduri de dezoxidare: precipitarea, difuzia și evacuarea.

Precipitatul. Cea mai obișnuită metodă de dezoxidare este introducerea unui deoxidator direct în metal, unde are loc o reacție eterogenă. Oxidul deoxidizatorului trebuie să aibă proprietățile de "precipitare", adică Fiți insolubili în fier și puteți dizolva cu ușurință de la topire. La reacție a fost nevoie raskiliteli să aibă o afinitate mai mare decât C și Fe și oxizi ai acestora, care sunt mai puternice decât FeO. La introducerea unei dezoxidant din oțel O2 scade datorită reacției dezoxidare pentru a ajunge la reacție de echilibru, concentrația totuși minimalnae reziduală de O2 în metal corespunde echilibrului în reacție este o măsură a afinității relative a dezoxidant sau masura de oxigen elemente dezoxidare, capacitatea de dezoxidare. Mecanismul dezoxidare de precipitare cuprinde etapele de: dizolvarea unui solid dezoxidant și distribuția uniformă a acestuia în volumul de metal, o decarburare reacție chimică, îndepărtarea produșilor de reacție din topitură - incluziuni de zgură nemetalice. Cea mai importantă legătură este a treia etapă. depinde de numărul de incluziuni nemetalice care poluează metalul și reduc calitatea acestuia. Aceste incluziuni de zgură nemetalică au o densitate mai mică decât metalul și plutesc pe suprafața sa. Cu cât rata ascensiunii este mai mare, cu atât oțelul este curățat de incluziunile nemetalice. Viteza de urcare a particulelor sferice mici, cu diametrul mai mic de 1 mm. Din ecuații rezultă că, odată cu scăderea f, viteza scade. Procesul este accelerat prin scăderea densității incluziuni de zgură, creșterea temperaturii, scăderea viscozității oțelului și solidificarea ulterioară cu creșterea timpului și a incluziunilor de timp ascensiune. Rolul decisiv aparține mărimii particulelor. Cu cât sunt mai mari, cu atât este mai curat oțelul. Coagularea particulelor este mai ușoară în stare lichidă decât în ​​solid. Prin urmare, pentru a purifica complet metalele din produsele de dezoxidare, este necesară o temperatură ridicată a oțelului mai mare de 1600 ° C și un punct de topire scăzut.







Evacuarea. Acesta este un mod relativ nou și promițător care vă permite să obțineți nu numai oxigen, ci și hidrogen și azot, adică pentru a efectua degazarea oțelurilor. În H și N, solubilitatea în stel cu scăderea T scade. Mai ales este scăzut în stare solidă. Atunci când oțelul se răcește, hidrogenul este eliberat în micropori și formează flockeni - sunt mici fisuri care afectează rezistența mecanică. Azotul mărește duritatea oțelului, dar în același timp crește fragilitatea și reduce ductilitatea. Structura gazelor în fier, adică absorbția este însoțită de o schimbare a stării sale moleculare. Dat fiind faptul că gazele din metal - dilua infinit soluții, factorul de activitate aproximativ egal cu 1. Prin urmare, solubilitatea gazelor într-un metal este o funcție de două variabile - temperatură și presiune. Efectul temperaturii asupra solubilității este determinat de valoarea deltaH. H2 și N2 se dizolvă cu absorbție de căldură. Prin urmare, supraîncălzirea metalului crește saturația gazului, în special în EP. În plus, elementele de aliere formează hidruri și nitruri, ceea ce crește saturația gazului. Mai ales titanul, zirconiul tind spre hidruri și formarea de nitruri - crom și vanadiu. Dacă oală de turnare din metal introdus în sistem închis și de a reduce semnificativ presiunea gazului peste metal, care scade substanțial presiunea din bulele de gaz conținute în topitură, în special în stratul superior al metalului. Acest lucru va asigura trecerea impurităților bule, care sunt capabile să iasă în evidență din oțel în stare intensivă și gazoasă urcării bule. Carbonul are o afinitate semnificativă pentru oxigen care poate servi ca un deoxidant, dar utilizarea acestuia pentru aceasta sub presiune normală este foarte limitată, deoarece CO-ul rămas are ca rezultat producția de bare libere, adică provoacă barbotarea metalului. Pentru a preveni acest lucru, introducerea unui deoxidant cu o afinitate mai mare pentru oxigen decât carbonul contaminează metalul cu incluziuni nemetalice. Evacuarea poate reduce semnificativ concentrația de oxigen din oțel fără Reducători și, prin urmare, fără contaminare cu metale suplimentare. În acest caz, rolul carbonului ca deoxidant crește semnificativ, deoarece, atunci când se evacuează, CO este îndepărtat cel mai complet și este exclusă barbotarea metalului.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: