第六章氧化反应 为4%左右,高磷生铁中含碳量则为3.6%左右 碳溶解于铁液是吸热过程,由此推知碳与铁组成的溶液不是理想溶液。 当[C]<1%时,f≈1。在分析碳氧反应时,在一般炼钢条件下,平衡常数式和动力学方 程式中可取a等于[C]%。由于碳的蒸气压不大,它不能从溶液中气化而去除,只有使它氧化 为C0和CO2来脱除。 6.23脱碳反应的热力学条件 1.脱碳反应式碳在氧气炼钢中一部分可在反应区同气体氧接触而受到氧化,反应式为 2[C]+{02}=2{00} (6-10) 碳也同金属中溶解的氧发生反应而氧化去除,反应式如下: [C]+[O]={00} (6-11) [C]+2[0]={CO2} 在通常的熔池中,碳大多是按(6-11)式发生反应,即熔池中碳的氧化产物绝大多数是C0 而不是CO2。因为熔池中含碳量高时,CO2也是碳的氧化剂,发生下列反应 [C]+{CO2}=2{00} 碳的氧化产物可由Fe-0-C熔体和(C0+C0)气体的平衡试验测得。试验结果如表6-1所示 表61在不同温度下Pem=1atm与Fe0C熔体相平衡时气相中百分数 C[%] 温度(℃) 1550 1600 1650 1700 20.1 11.5 3.3 2.1 0.10 2.8 0.12 0.070 0.060 从表6-1可见,在含碳相同的情况下气相中CO2%将随温度升高而降低,在同一温度下又将 随碳的增加而降低。在炼钢温度下,只有当碳低于0.1时,气相中CO2方能达到1%以上,所 以推断在炼钢熔池中碳的氧化产物绝大多数为CO 根据(6-11)式写出C-0反应的平衡常数如下 fc[%C].fo[%0 式中K—反应(6-11)的平衡常数 Po-同熔池中[C]平衡的气相中C0的分压。 表达反应(6-11)的平衡常数与温度之间关系的公式很多,常用的是 1160 +2.003 (6-15) 811 IgC 2.205 1860第六章 氧化反应 111 为4%左右，高磷生铁中含碳量则为3.6%左右。 碳溶解于铁液是吸热过程，由此推知碳与铁组成的溶液不是理想溶液。 当[C]<1%时，fC≈1。在分析碳氧反应时，在一般炼钢条件下，平衡常数式和动力学方 程式中可取aC等于[C]%。由于碳的蒸气压不大，它不能从溶液中气化而去除，只有使它氧化 为CO和CO2来脱除。 6.2.3 脱碳反应的热力学条件 1．脱碳反应式 碳在氧气炼钢中一部分可在反应区同气体氧接触而受到氧化，反应式为： 2[C]+{O2}=2{CO} (6-10) 碳也同金属中溶解的氧发生反应而氧化去除，反应式如下： [C]+[O]={CO} (6-11) [C]+2[O]={CO2} (6-12) 在通常的熔池中，碳大多是按(6-11)式发生反应，即熔池中碳的氧化产物绝大多数是CO 而不是CO2。因为熔池中含碳量高时，CO2也是碳的氧化剂，发生下列反应： [C]+{CO2}=2{CO} (6-13) 碳的氧化产物可由Fe-O-C熔体和(CO+CO2)气体的平衡试验测得。试验结果如表6-1所示： 表 6-1 在不同温度下P(CO+CO2)=latm与Fe-O-C熔体相平衡时气相中CO2百分数 C[%] 温 度 （℃) 1500 1550 1600 1650 1700 0．01 0．05 0．10 0．5 1．00 20．1 5．6 2．8 0．44 0．16 16．7 4．3 2．2 0．34 0．12 13．8 3．3 1．7 0．26 0．034 11．5 2．7 1．3 0．21 0．070 9．5 2．1 1．1 0．16 0．060 从表6-1可见，在含碳相同的情况下气相中CO2%将随温度升高而降低，在同一温度下又将 随碳的增加而降低。在炼钢温度下，只有当碳低于0．1时，气相中C02方能达到1％以上，所 以推断在炼钢熔池中碳的氧化产物绝大多数为CO。 根据(6-11)式写出C—O反应的平衡常数如下： PCO PCO KC =---------- = ------------- (6-14) a[C]•a[O] fC[%C]•fO[%O] 式中 KC——反应(6—11)的平衡常数； PCO----同熔池中[C]平衡的气相中CO的分压。 表达反应(6—11)的平衡常数与温度之间关系的公式很多，常用的是： 1160 1gKC =------ + 2．003 (6-15) T 811 1gKC =------ + 2．205 (6-16) T 1860 111