ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общая характеристика процесса из "Металлургия стали " Процесс окисления углерода, являющийся важнейшим физико-химическим процессом в сталеплавильной ванне, исследован больше, чем любая другая реакция. [c.146] Тем не менее термодинамическая характеристика этого процесса является далеко неполной, в отношении некоторых параметров — спорной. [c.147] Фактическое содержание кислорода в сталеплавильной ванне значительно выше равновесного (см. рис. 28), поэтому фактическое содержание СО2 в пузырях СО, выделяющихся из металла, будет намного больше приведенных выше значений. Кроме того, пузыри СО взаимодействуют со шлаком, окислительный потенциал которого еще выше. Следовательно в газах, покидающих ванну, содержание СОг должно быть в количествах, которыми нельзя пренебрегать не только в теоретических, но и в практических расчетах. Это подтверждают термодинамические расчеты, приведенные ниже. [c.147] По данным разных авторов, АЩ =109- 122 кДж/г-атом (26100- -29400 кал/г-атом), а по общему признанию Д//°= 117 кДж/г-атом (27930 кал/г-атом), т. е. практически эти величины равны. Так как они в последнее уравнение входят с разным знаком, то можно записать АЯ=—АЯ°. [c.148] Поскольку значение теплового эффекта реакции мало, им можно пренебречь. Тогда для любой температуры Рсо/[С] [О] = onst. [c.149] Приняв для открытых агрегатов рсо = 98,1 кПа (1 ат) и l K =l/ onst=m, можно получить еще более простую зависимость [С]-[0]=т. [c.149] Последнее уравнение чаще всего используется для определения равновесных соотнощений углерода и кислорода в жидком железе и справедливо для концентрации углерода до 1,2—1,5%. [c.149] Исходя ИЗ приведенных термодинамических характеристик, можно определить полноту окисления углерода по реакции (94), т. е. установить, при каком остаточном содержании его в металле прекратится реакция. [c.150] В реальной сталеплавильной ванне в конце плавки очень трудно получить шлак, содержащий оксидов железа более 40—45%. Поэтому максимальное содержание кислорода в металле составляет 0,10—0,12%, и минимальное остаточное содержание углерода не бывает меньше 0,02%. Получение такого низкого содержания углерода в металле в результате повыщения активности оксидов железа в щлаке и кислорода в металле является нежелательным, так как приводит к резкому снижению выхода годного ввиду чрезмерного окисления железа и повышенному износу футеровки агрегата. [c.151] Во всех сталях, в которых углерод является полезной примесью, его содержание значительно больше (часто во много раз) равновесного. Поэтому по ходу плавки непрерывное окисление углерода неизбежно, в связи с чем необходимо, чтобы в металле был определенный его запас, окисление которого в процессах с подводом дополнительного тепла извне продолжается в течение времени, необходимого для нагрева металла до заданной температуры или для решения других задач (дефосфорации и десульфурации металла и т.п.). [c.151] Иными словами, процесс окисления углерода по ходу плавки должен протекать не только непрерывно, но и синхронно с нагревом ванны, и обычно его прекращают задолго до достижения равновесного содержания. [c.151] В заводской практике технически чистое железо Ар-мко с содержанием углерода 0,02—0,04% обычно плавят в основных мартеновских печах. Но такое железо выплавляют в небольших количествах. Поэтому эта практика не оказывает заметного отрицательного влияния на результаты производства в целом, и ее нельзя считать неоправданной. [c.151] Вернуться к основной статье