文档介绍:6 氧化熔炼反应
炼钢的基本任务:脱碳、去气、去夹杂、造渣去磷、去硫、脱氧合金化、升温。
炼钢熔池内氧的来源有两种:一种是气体;另一种是固体。
在炉内氧的存在是以气态氧{O2},渣中氧(Fe2O3 )、(FeO),钢中溶解氧[O]或[FeO]三种形态存在。
(1)溶解元素被直接氧化
这称为直接氧化反应。
( 2)溶解元素被熔渣中的(FeO )所氧化。
(3)溶解元素被溶解于金属液中的[O]所氧化。
反应(2)、(3)称为间接氧化反应。
在炼钢炉内,气相中的氧可通过渣中铁的氧化一还原反应,传递给金属熔池,其过程如图6-1所示。
图6-1 氧化铁传氧示意图
氧化铁传氧过程
(1)在FeO的△GΘ—T直线以上的元素,基本上不能氧化。
(2)在FeO的△GΘ—T直线以下的元素,均可氧化,但难易程度不同。
溶解碳氧化的氧势线和所有其它元素的氧势线有相反的走向,因此两者必有交点。在交点的温度以下,溶解碳难于氧化,而其它元素,如Si、Cr、Mn等氧化;在交点温度以上,溶解碳才大量氧化,而其它元素的氧化受到抑制。这个交点温度是在标准状态下,元素选择性氧化的转化温度,它乃是某元素与碳的氧化顺序交换的温度。
元素氧化的热力学条件
,大多数元素的氧化程度均减小。但碳氧化的K则是随着温度的升高而增大。
,则元素被氧化的程度就越大。
,则LM提高。但γMO与氧化物的化学性质及碱度有关。形成酸性氧化物的元素,在碱性渣下易氧化;相反,形成碱性氧化物的元素,则在酸性渣下易氧化。
,出现了选择性的氧化,即在该条件下,△G最小的元素先氧化,而随着温度的提高,碳氧化反应的△G不断减小,在冶炼过程中碳往往是其它元素氧化的控制者。