鋼鐵冶金原理重點(diǎn)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第七章 氧化熔煉反應(yīng)1 何為鋼液中溶解元素的選擇性氧化溫度？試以冶煉不銹鋼的“去碳保鉻”及吹煉含釩生鐵的“去釩保碳”來說明它的作用。 解 從氧勢(shì)圖知，鐵液中氧化物氧勢(shì)越低的元素越先氧化。而煉鋼熔池中C是主要的共存元素，它氧化形成的CO的氧勢(shì)線與其它元素氧化形成的氧化物的氧勢(shì)線的走向相反，兩者出現(xiàn)交點(diǎn)。當(dāng)熔池溫度低于交點(diǎn)溫度時(shí)，主要是M氧化，而在交點(diǎn)溫度以上，主要是C氧化。因此，選擇熔池的溫度，就可以控制C和其它元素氧化的先后。這個(gè)溫度稱為鋼液元素的選擇性氧化溫度。在奧氏

2、體不銹鋼返回冶煉中，利用選擇性氧化溫度原理來確定應(yīng)采用的冶煉溫度，使鋼液中Cr不氧化，而C大量氧化，獲得高鉻低碳的不銹鋼液?？衫肅和 Cr氧化反應(yīng)耦合得出的反應(yīng)的=0求得它們的選擇性氧化的溫度： 為了降低較高的選擇性氧化溫度，需要降低，這就是VOD爐真空吹氬和AOD爐吹入氬-氧混合氣體，降低冶煉超低碳不銹鋼的理論依據(jù)。 在吹煉含釩生鐵，提取釩渣及獲得碳量較高的半鋼，應(yīng)選擇能保證V優(yōu)先于C氧化得去釩保碳的溫度上限。其反應(yīng)為 吹煉溫度一般控制在1420以下。2 轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中的脫硫反應(yīng)與高爐煉鐵過程中的脫硫反應(yīng)是相同的（S+(O2-)=(S2-)+O。但由它導(dǎo)出的兩種熔煉方法的硫的分配常數(shù)卻有較

3、大差別（相差一個(gè)數(shù)量級(jí)），主要原因是什么？解 高爐冶煉采用的是中堿度（0.91.3）的還原渣(w(FeO)2）的氧化渣（w(FeO) =6%20%），因而兩種渣的脫硫能力在程度上就有一定的差別。由同一形式表示出的硫容量及分配常數(shù)，不僅數(shù)值上有較大差別(相差一個(gè)數(shù)量級(jí))，而且處理方法也不完全相同，主要是受渣中氧化物含鐵量的影響?，F(xiàn)分析如下。由離子脫硫反應(yīng)導(dǎo)出的硫的分配常數(shù)為 而 由上式可見，及高，而低，則高。雖然煉鋼渣的（高）比高爐渣的要高1個(gè)數(shù)量級(jí)，但其與高爐冶煉相比，鋼液的卻小很多，而又高得多，這遠(yuǎn)比（堿度）帶來的作用大得多，致使煉鋼渣下的比煉鐵渣下的就小很多。3 煉鋼過程中，脫磷反應(yīng)是怎樣

4、進(jìn)行的？什么是磷的分配常數(shù)和爐渣的磷容量。它們之間有什么關(guān)系？解 煉鋼過程中，脫磷是利用高堿度的氧化性強(qiáng)的熔渣將鋼液中的P氧化成（P2O5），再與（CaO）結(jié)合成能穩(wěn)定存在于渣中的磷酸鹽。因?yàn)樵跓掍摐囟认?，P氧化形成的（P2O5）不能穩(wěn)定存在。根據(jù)脫P(yáng)反應(yīng)的平衡常數(shù)可得出渣中或?qū)︿撘簝?nèi)的比即磷的分配常數(shù) 利用分配常數(shù)LP就可以確定脫P(yáng)的熱力學(xué)條件及計(jì)算鋼液的平衡P濃度。但由于脫磷熔渣組分的活度及測(cè)定有困難，就引入了能按鋼液及熔渣組成測(cè)量的磷容量來計(jì)算LP。4試計(jì)算煉鋼熔池脫碳過程中，能作為CO氣泡形核的爐底耐火材料表面上不會(huì)被鋼水浸入的空隙半徑。鋼液的表面張力，熔池深度為0。6m，鋼水對(duì)耐火材

5、料表面的潤(rùn)濕角=120。解 由于液面與曲液面所受的壓力差產(chǎn)生的附加壓力與曲率半徑有關(guān)。如圖7-1所示，位于液面下、半徑為r的氣泡的壓力為，而處于平衡狀態(tài)下。如使氣泡的半徑r增加dr，則氣泡的體積和表面積相應(yīng)地增加dV和dA，從而氣泡的表面自由能相應(yīng)增加了dA，其需要的功率等于外界對(duì)氣泡所作的功：（）dV與氣泡膨脹時(shí)對(duì)外所做的功之差，即pdV，故dA=pdV 而 當(dāng)鋼水浸入耐火材料表面微孔中，形成一個(gè)曲率半徑為r的向下凸彎月面時(shí)（見7-1右圖），曲面所受的附加壓力指向上方，這時(shí)氣泡所受的附加壓力等于其上面鋼水的靜壓力：。由于 而 故不為鋼水浸入的孔隙半徑： 5試述3種脫氧方法的原理。 解 煉鋼是

6、利用氧來氧化除去鋼液中的雜質(zhì)及過剩元素的，但當(dāng)氧化精煉結(jié)束時(shí)，鋼液的含氧量已高于成品鋼的碳氧積。因此，需要加以除去此過剩的氧量。這稱為脫氧。按照采用的脫氧劑不同，就有3種脫氧方式。 （1）沉淀脫氧法。它是將脫氧劑加入到鋼液中，直接與鋼液中氧反應(yīng)，生成的穩(wěn)定氧化物自鋼液排出。所用的脫氧劑是與氧親和力大于鐵與氧親和力的元素，其脫氧能力決定于脫氧反應(yīng)的，而脫氧常數(shù)。另一方面，還要使脫氧形成的氧化物，即脫氧產(chǎn)物能最大限度的自鋼液中排出，減少鋼中殘存的夾雜物的量。為此，要求脫氧產(chǎn)物是液態(tài)，其與鋼液的表面張力要大些，才易于聚合、長(zhǎng)大形成較大的質(zhì)點(diǎn)，才能迅速上浮排出，使殘留在鋼中成為夾雜物的量小。（2）擴(kuò)散脫氧法。這是利用氧勢(shì)比所要脫氧的鋼液的氧勢(shì)更低的熔渣作脫氧劑，與欲脫氧的鋼液充分接觸，使鋼液中的氧通過擴(kuò)散方式向渣中轉(zhuǎn)移，而除去。這樣產(chǎn)生的脫氧產(chǎn)物就不用自鋼液中排出，可獲得夾雜物少的鋼液。 （3）真空脫氧法。這是利用真空壓力的