第六章氧化反应 (6-44) 因为在炼一炉钢的初期,熔池中[‰C]高使fs增大,在碱性渣下arso、ac高使￥si大为降 低,所以使硅迅速氧化至微量,SiO2不会再发生还原反应 由(6-43)可以得到 (‰MnO)·￥M 由上式得出 (Mn)55 (6-46) [Mn]71 可见L将随炼钢的条件而变化。熔炼初期,由于温度较低,渣中Fe0含量高,渣碱度低 故M激烈地氧化;到炼钢中后期,由于熔池的温度升高,渣中Fe0含量降低,渣碱度升高,锰 从渣中还原,到吹炼末期由于渣的氧化性提高,又使锰重新氧化。在吹炼中[‰Mn]的变化情 况如图6—9所示。从图可以看到熔池中锰的“回升”现象。炉渣碱度越高;熔池的温度越高, 回锰的程度也越高。 图69吹炼过程中M的变化 低碳钢 高碳钢 2.酸性渣下硅的还原酸性炼钢渣主要是FeO-Mn0-Si02系炉渣,其中Si02≈50%,处于饱 和状态,asi=1。因此,硅的氧化反应是: [si]+2[0]=(SiO)饱△G0=-142000+54。97T (6-47) 酸性平炉中,当有产生C0气泡核心的条件,就有可能发生硅的还原反应 (Si02)他+2[C]=[Si]+2(C0△c=133800-75.29T 在向熔池加入矿石期间,熔渣和金属界面上有未熔解的矿石颗粒,它们上面的孔隙可作 为气泡核心,所以渣中Si0被还原。酸性炉底上有很多小孔隙,所以炉底的SiO2也能被还原, 使金属中含硅量增高。 进入金属液的[S订还可能来自炉衬SiO的分解。式(6-47).的平衡常数和平衡常数与温 度的关系如下 31000 (6-49) T 由式(6-49)计算不同温度下的Kx值 温度[℃]1500 1600 1650 3×10762.8×1007.6×10°6 酸性平炉冶炼末期[O]≈0.01~0.015%,在温度升高时,炉衬Si02有可能分解。第六章 氧化反应 118 [%Si]= ------------------ (6-44) KSi·fSi·a 2 FeO·a 2 CaO 因为在炼一炉钢的初期，熔池中[%C]高使fSi增大，在碱性渣下aFeO、aCaO高使γSi02大为降 低，所以使硅迅速氧化至微量，SiO2不会再发生还原反应。 由(6-43)可以得到 aMnO (%MnO) ·γMnO [%Mn]= ------------- = ----------------------- (6-45) KMn·fMn·aFeO KMn·fMn·(%FeO) ·γFeO 由上式得出 (%Mn) 55 fMn·γFeO LMn= ------- =----- KMn·(%FeO) ·--------- (6-46) [%Mn] 71 γMnO 可见LMn将随炼钢的条件而变化。熔炼初期，由于温度较低，渣中FeO含量高，渣碱度低， 故Mn激烈地氧化;到炼钢中后期，由于熔池的温度升高，渣中FeO含量降低，渣碱度升高，锰 从渣中还原，到吹炼末期由于渣的氧化性提高，又使锰重新氧化。在吹炼中[%Mn]的变化情 况如图6—9所示。从图可以看到熔池中锰的“回升”现象。炉渣碱度越高；熔池的温度越高， 回锰的程度也越高。 图6-9 吹炼过程中Mn的变化 ·低碳钢 。高碳钢 2.酸性渣下硅的还原 酸性炼钢渣主要是FeO-MnO-Si02系炉渣，其中Si02≈50%，处于饱 和状态，aSiO2=1。因此，硅的氧化反应是： [Si]+2[O]=(SiO2)饱 ΔG0 = 一142000+54。97T (6—47) 酸性平炉中，当有产生CO气泡核心的条件，就有可能发生硅的还原反应 (SiO2)饱+2[C]=[Si]+2{CO} ΔG0 = 133800-75.29T (6—48) 在向熔池加入矿石期间，熔渣和金属界面上有未熔解的矿石颗粒，它们上面的孔隙可作 为气泡核心，所以渣中SiO2被还原。酸性炉底上有很多小孔隙，所以炉底的Si02也能被还原， 使金属中含硅量增高。 进入金属液的[Si]还可能来自炉衬SiO2的分解。式(6-47)．的平衡常数和平衡常数与温 度的关系如下： －31000 K=asi·ao2 1gKsi=----------+12。00 (6-49) T 由式(6—49)计算不同温度下的Ksi值： 温度[℃] 1500 1600 1650 Ksi 3.3×10 -6 2.8×10-6 7.6×10 -6 酸性平炉冶炼末期[O]≈0.01～0.015%，在温度升高时，炉衬Si02有可能分解。 118