炼钢原理---8-3 钢包吹氩.ppt

1 钢包吹氩原理 氩气是一种惰性气体，吹入钢液内的氩气既不参与化学反应，也不在其内溶解，纯氩内氢、氮、氧等含量很少，可以认为吹入钢液内的氩气泡对于溶解在钢液内的气体来说就像一个小的真空室，在这个小气泡内其他气体的分压力几乎等于零。根据平方根定律，在一定温度下，气体的溶解度与该气体在气相中分压力的平方根成正比，即：。钢中溶解的气体不断地向氩气泡内扩散，气泡内的分压力增大，但是氩气泡在上浮过程中受热膨胀，因而氮气和氢气的分压力仍然保持在较低的水平，继续吸收氢和氮，最后随氩气泡逸出钢液而被去除。 此外，氩气泡上浮过程中推动钢液上下运动，搅拌钢液，促使其成分和温度均匀，在未吹氩前钢包上、中、下部的钢水温度和成分是有差别的。细小分散的氩气泡表面与非金属氧化物夹杂有机会接触，当氩气泡中氧分压趋于零时，氩气泡表面与钢水中氧化物非金属夹杂界面张力明显减少，夹杂物被氩气泡吸附并携带浮出钢液面而排除。钢液的搅拌还促进了夹杂物的上浮排除，同时又加速了脱气过程的进行。 4 钢包吹氩去氧的作用 5 吹氩工艺参数的选定 （1） 吹氩压力 （2）吹氩时间 吹氩时间与钢包容量和钢种有关，时间不宜太长，否则温降过大，也不宜太短。吹氩时间不够，碳－氧反应未能充分进行，非金属夹杂物和气体不能有效排除，吹氩效果不显著。一般5～15分钟，耗氩量为0.2~0.4m3?t-1。 （3） 吹氩方式 1）顶吹方式： 2）底吹方式： * * 一、组织教学 二、教学内容 1 钢包吹氩原理 2 钢包吹氩对去氢的作用 3 钢包吹氩去氮的作用 4 钢包吹氩去氧的作用 5 吹氩工艺参数的选定 8.3 钢包吹氩 返回 （1）去氢临界供氩量：至少必需的吹氩量 ， （2）钢液沸腾时气泡中氩的分压力与钢液中的氢之间的关系服从平方根定律。 2 钢包吹氩对去氢的作用 返回 3 钢包吹氩去氮的作用 返回 吹氩去氮也可以推出类似的公式： 由于溶解在钢中的氮和气泡中远远不能达到平衡，所以在公式中要引入一个修正系数。实践证明，吹氩去氮的效果不明显。 返回 设氩气泡中 的分压力为 ，则从物质平衡可以推出下式： 式中 －钢液重量； 假设气泡中的 已和钢液中 [C][O]达到化学平衡，那么，可以从碳－氧平衡计算出来： 当时 ， ，代入上式积分可得吹氩量和脱氧量的关系式： 式中 －原始含氧量 －最终含氧量 。 （1）吹氩压力 （2）吹氩时间 （3）吹氩方式 返回 1）理想的吹氩压力应该使氩气泡能遍布整个钢包，氩气泡在钢液内呈均匀分布。 2）压力过大，氩气泡在整个钢包内分布不均，甚至形成连泡气柱，与钢液接触面 积减小，而且容易造成钢包液面翻滚激烈，钢液大量裸露与空气接触造成二次氧化和降温，钢渣相混，被击碎乳化的炉渣入钢水深处，使夹杂物含量增加，所以最大压力以不冲破渣层露出液面为限。 3）压力过小，搅拌能力弱，吹氩时间延长，甚至造成透气砖堵塞。所以压力过大过小都不好，合适的压力应能克服各种压力损失和钢液静压力。即： 式中 －吹氩压力（表压） －管道压力损失 －渣层静压力 －气泡形成克服表面能的压力损失 －包内钢液静压力 返回 返回 返回