A káros szennyeződések eltávolítása - stadopedia
O2, S, P, N, H2, ritkábban más (As) még kis mennyiségben is hátrányosan befolyásolják a vas és annak ötvözeteinek tulajdonságait. A megfelelő minőségű fém előállítása úgy érhető el, hogy különböző szennyezőanyag-tartalmak függvényében bizonyos mértékig csökkentik a káros szennyeződések tartalmát.
Acél deoxidáció - oldott oxigén eltávolítása. Az oxidatív finomítással, mivel a szennyeződések nagyobb affinitással rendelkeznek az oxigén csökkenéséhez a fémben, mint a vaskoncentráció, az oxigén növekszik. A szén oxidálódik később, mint más elemek, és a C koncentrációja a fémben meghatározza a végső értéket. A fém oxidálhatósága a dekarbonizálás során megnövekszik, különösen élesen, ha a széntartalma kisebb, mint 0,2. A fémcukor tényleges koncentrációja a finomítás végén különböző minőségű acélok esetében 0,02-0,05% tartományba esik. Egy ilyen fém hűtése után a dekarbonizációs reakció folytatódik szelektív kristályosítással. A kristályosodás folytán a fennmaradó folyadék fokozatosan dúsul szennyeződésekkel. Különösen a szén és az [O], amelyek koncentrációi mindvégig meghaladják az egyensúlyt a dekarbonizációs reakcióhoz, ami folyamatos áramlást biztosít. Néhány gázbuborék maradnak a keményedő fémben, így habzó. A fém túltelítettségének köszönhetően a vas-oxidok oxigénnel vannak felszabadítva. Csökkenő hőmérséklet mellett az O2 vasban történő oldhatósága jelentősen csökken, ami az oxid fázis növekedését eredményezi a szemcseméretben. Ezt a jelenséget pirosságnak nevezik. A fémben az O2 túlzottan magas koncentrációja az oxidatív finomítás folyamatának egyik példája. Ezenkívül az acél gyártása és öntése során, azaz A salakburkolat felszabadulása után légköri levegővel érintkezik. Ezért az acél olvasztása végül deoxidációval végződik annak érdekében, hogy eltávolítsa az oxigént a fémtől a határokig, amelyek biztosítják a dekarbonizációs reakció teljes vagy részleges befejezését. A deoxidizáló elemeként két elemcsoportot alkalmaznak - ezek olyan elemek, amelyek nagyobb oxigén affinitást mutatnak, mint a vas Mn, Si. A második csoport olyan elemek, amelyek nagyobb affinitást mutatnak az oxigénhez, mint a szén. Teljesen "megnyugtatják" az Al, Ti, B, Ca, Zirkoniy-t. A deoxidációt általában a doppingolással kombinálják, azaz növelve a hasznos szennyeződések előírt határértékét. A deoxidáció három módja van: csapadék, diffúzió és evakuálás.
A csapadék. A deoxidáció legáltalánosabb módja a deoxidizáló közvetlenül a fémbe juttatni, ahol heterogén reakció zajlik le. A deoxidizáló oxidjának a "csapadék" tulajdonságait kell tartalmaznia, azaz A vasban oldhatatlan és könnyen olvad az olvadékból. A reakció folytatásához szükséges, hogy a szórókerék nagyobb affinitással rendelkezzen, mint a C és a Fe, és hogy oxidjai erősebbek, mint a FeO. Amikor belép egy dezoxidáló szer acél O2 hiánya miatt csökken dezoxidációs reakció eléri egyensúlyi reakció, azonban minimalnae maradék koncentrációja O2 a fém megfelel az egyensúlyi reakcióban olyan intézkedés a relatív affinitása a dezoxidáló szer vagy oxigén intézkedés dezoxidáló elemeket, dezoxidélás képességét. Mechanizmus kicsapjuk dezoxidáló a következő lépéseket tartalmazza: oldjuk szilárd dezoxidáló szer és annak egyenletes eloszlását a térfogata a fém, egy kémiai reakció dekarburizáció, eltávolítjuk a reakciótermékeket az olvadékból - nemfémes salak zárványok. A legfontosabb kapcsolat a harmadik szakasz. ez függ a nem fémes zárványok számától, amelyek szennyezik a fémet és csökkentik annak minőségét. Ezek a nem fémes salak zárványok kisebb sűrűségűek, mint a fém és lebegnek a felszínére. Minél magasabb az emelkedés mértéke, annál tisztább az acél a nemfémes zárványoktól. A kis gömb alakú részecskék emelkedési sebessége, átmérője kisebb, mint 1 mm. Az egyenletekből következik, hogy csökkenő f-vel a sebesség csökken. A folyamat felgyorsult sűrűségének csökkentésével salak zárványok, növekvő hőmérséklet, csökkenő viszkozitása az acél és az ebből következő megszilárdulási növekvő idő és emelkedési idő zárványok. A meghatározó szerep a részecskék méretéhez tartozik. Minél nagyobb a tisztább az acél. A részecskék keményedése könnyebb, mint a szilárd anyag. Ezért a fémeket a deoxidációs termékekből való teljes tisztításhoz 1600 ° C feletti magas hőmérséklet és alacsony olvadáspont szükséges.
Kiürítését. Ez egy viszonylag új és ígéretes mód, amely lehetővé teszi, hogy ne csak oxigént, hanem hidrogént és nitrogént is kapjunk. az acélok gáztalanítását. H és N esetében a stell csökkenésével csökken a T oldhatósága. Különösen szilárd állapotban alacsony. Amikor az acél hűl, a hidrogén felszabadul a mikropórusokba, és flockeket képez - ezek kis repedések, amelyek csökkentik a mechanikai szilárdságot. A nitrogén növeli az acél keménységét, ugyanakkor növeli a törékenységet és csökkenti a duktilitást. A vas-gázok szerkezete, azaz a a felszívódást molekuláris állapotának megváltozása kísérte. Tekintettel arra, hogy a gázok a fém - végtelenül híg oldatban, az aktivitási faktor közelítőleg egyenlő 1. Ezért a oldhatóságát gázok egy fém függvénye két változó - hőmérséklet és a nyomás. A hőmérséklet hatását az oldhatóságra a deltaH értéke határozza meg. H2 és N2 feloldódnak hőelvonással. Ezért a fém túlmelegedése növeli a gáz telítettségét, különösen az EP-ben. Ezenkívül az ötvözőelemek hidrideket és nitrideket képeznek, ami növeli a gáz telítettségét. Különösen a titán, a cirkónium hajlamos a hidridekre és a nitridek - króm és vanádium képződésére. Ha fém öntőüst elhelyezni a zárt rendszerben, és jelentősen csökkenti a gáz nyomása alatt a fém, amely lényegében csökkenti a nyomást a gázbuborékok tartalmazott az olvadékban, különösen a felső réteg a fém. Ez biztosítja azoknak a szennyeződéseknek a buborékátalakulását, amelyek a gázállapotban lévő acélból felszabadulhatnak, és a buborékok intenzív megjelenése. A szénnek jelentős affinitása van az oxigén számára deoxidizálónak, de ennek használata normálnyomás alatt nagyon korlátozott, mivel A megmaradt CO eredményeként laza rudak termelnek, azaz a fém buborékolását okozza. Ennek megakadályozása érdekében a deoxidizátor nagyobb oxigén affinitást mutat, mint a szén, szennyezett a fém nem fémes zárványokkal. A porlasztás jelentősen csökkentheti az oxigén koncentrációját acélban anélkül, hogy deoxidálószereket használna, és így a fém további szennyeződése nélkül. Ebben az esetben a szén deoxidánsként betöltött szerepe jelentősen megnő, mert amikor kiürítik, a CO teljesen eltávolításra kerül és a fém buborékolása kizárt.