Газы в сталях и способы их удаления.
В любой стали в небольших кол-вах содержаться эл-ты, явл-еся в обычных условиях газами. Это O2, H и N. Газы содержащиеся в Ме-ле в виде газовых пузырей, соединений – оксидов, нитридов и гидридов. И в виде атомов или ионов, распределённых между атомами и ионами жидкого Ме-ла или внедрённых в кристаллическую решётку Ме-ла. При содержании газов в сотах или тысячных долях %, они оказывают заметное влияние на св-ва стали, поэтому для многих видов металлопродукции их содержание регламентируются ГОСТами.
Кислород.
Попадает в расплав стали из атмосферы сталеплавильных агрегатов. Fe и вместе с окислителями (это железная и металлическая руда, железорудные окатыши и газообразный кислород). Для удаления кислорода из расплава, в сталь вводят эл-ты – раскислители, у которых сродство к кислороду выше чем у Fe (это С, Al, Mn, Si, Ca и редкоземельные Ме-лы). Основным раскислителем при плавке стали явл-ся С.
[C]+[O]→{CO}
Водород
Источником водорода в сталеплавильных агрегатах явл-ся влага шихты и атмосфера печи, содержащая пары воды и водорода
{H2}→[H]
{H2O}→[H]+[O]
Эта зависимость наз-ся ур-нием квадратного корня или ур-нием Сивертса.
При переходе Ме-ла из жидкого состояния в твёрдое, растворимость водорода скачкообразно уменьшается в 3-4 раза, что вызывает интенсивное выделение водорода из Ме-ла и образование газовых пузырей особой формы – это флокенов. Оставшийся в твёрдом растворе Н искажает кристаллическую решётку Ме-ла, увеличивает его хрупкость, уменьшает пластичность, что ухудшает качество Ме-ла.
|
|
|
Меры борьбы с водородом:
1- организация кипения ванны. В пузырьках СО давление настолько мало по-равнению с другими газами, что водород может растворятся в них как в пустоте. Тоже самое происходит при продувке расплава инертными газами.
2- обработка расплава вакуумом. При помещении расплава в вакуумную камеру давление Н над расплавом уменьшается и он начинает удалятся из Ме-ла. Наиболее эффективно вакуумирование нераскисленной стали.
3- выдержка закристаллизовавшегося Ме-ла при повышенных t-рах. Поскольку размеры атомов водорода малы, то он может свободно диффундировать через кристаллическую решётку закристаллизовавшегося Ме-ла, особенно при повышенных t-рах.
4- обработка расплава гидрообразующими эл-тами. Некоторые эл-ты (РЗМ) способны образовывать с водородом стойкие соединения гидриды и в этом случае уменьшается вероятность образования газовых пор и флокенов.
5 -наложение электрического поля и обработка ультразвуком.
Азот.
Источником азота явл-ся атмосфера печи и ферросплав. При обычных t-рах плавления стали вероятность насыщения расплава азотом из газовой фазы невелика, но при t-ре ≈2500 ͦС, которая развивается в зоне горения электрических дуг между электродом и шахтой, и ферросплавом, а также в месте контакта кислородной струи с расплавом происходит диссоциация молекулярного азота и скорость его проникновения в расплав резко возрастает. На растворимость азота в расплаве влияет состав стали. Такие эл-ты, как Cr, Mn, V, Ti, Al, Ce и РЗМ повышают растворимость азота в стали. А C, Si и Р снижают растворимость азота. Резкое снижение растворимости азота при переходе из жидкого состояния в твёрдое и при превращении 
приводит к получению твёрдого раствора пересыщенного азотом, что увеличивает твёрдость и хрупкость стали.
|
|
|
Меры борьбы с азотом:
1- использование шихтовых материалов и ферросплавов чистых по азоту.
2 -организация кипения ванны расплава.
3 -предохранение расплава от контакта с азот содержащей атмосферы.
4 -продувка расплава кислородом не содержащим азот
5 -связывание азота в устойчивые соединения за счёт ввода в расплав Al.
Дата добавления: 2015-12-19; просмотров: 96; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!