第六章氧化反应 [0]+[C]={CO2} 也有人把反应式写为杂质和(Fe0)在渣钢界面上的反应。无论怎样理解,间接氧化方式的 起始点是铁氧化生成Fe0。目前大多数的看法认为在氧气转炉中是以间接氧化为主。首先 氧流是集中于作用区附近而不是高度分散在熔池中;其次,作用区附近温度高,使Si和M 对氧的亲和力减弱;第三,从反应动力学角度来看,C向氧气泡表面传质的速度比反应速度 慢,在氧气同熔池接触的表面上大量存在的是铁原子,所以首先应当同Fe结合成Fe0。 如上所述,吹入熔池的气体氧可溶解于金属中,成为熔渣的组元,又可同熔池中的杂质 发生反应。以碳的氧化为例,上述氧的三个方面的作用可概括为下列形式 >20吸附—->(直接氧化) ->COF (间接氧化) 〉(Fe0)->[0 >COJ >(Fe0) 6.2脱碳反应 62.1脱碳反应的作用 脱碳反应是贯穿于炼钢过程始终的一个主要反应。炼钢的重要任务之一就是要把熔池中 的碳氧化脱至所炼钢号的要求。同时,脱碳反应的产物—0气体在炼钢过程中也具 有多方面的作用: 1.从熔池排出C0气体产生沸现象,使熔池受到激烈地搅拌动,起到均匀熔池成分和温 度的作用。 2.大量的C0气体通过渣层是产生泡沫渣和气-渣-金属三相乳化的重要原因 3.上浮的C0气体有利于清除钢中气体和夹杂物,从而提高钢的质量。 4.在氧气转炉中,排出C0气体的不均匀性和由它造成的熔池上涨往往是产生喷溅的主 要原因。 氧气顶吹转炉生产低碳钢时,当熔池中含碳量低于一定数值后,脱碳速度将随含碳量的 降低而减小,脱碳反应成为决定转炉生产率的重要因素。 脱碳反应同炼钢中其它反应有着密切的联系。熔渣的氧化性、钢中含氧量等也受脱碳反 应的影响。 622碳在熔铁中的溶解 炼钢用的铁水是铁和碳以及其它一些杂质的熔液。铁水中的碳量通常稳定在于4%左右 在高炉炼铁过程中,铁矿石中的氧化铁被还原为铁,在还原性气体和赤热焦碳的渗碳作用下, 还原出的铁最终成为生铁。在Fe-C二元系中碳的饱和浓度可以计算,当t=1500℃时可以求出 铁中溶解的碳量为5.15%,实际上因受其它元素的影响溶解度有所改变。目前已知Si、P、S 等能减低碳的溶解度,M、Cr、V等能增加碳的溶解度。炼铁时铁液同赤热的焦碳在高炉炉 缸内接触,并由于其它元素的影响,铁水中的含碳量也略有不同,如:一般炼钢生铁中,碳第六章 氧化反应 110 2[O]+[C]={CO2} 也有人把反应式写为杂质和（FeO）在渣钢界面上的反应。无论怎样理解，间接氧化方式的 起始点是铁氧化生成FeO。目前大多数的看法认为在氧气转炉中是以间接氧化为主。首先， 氧流是集中于作用区附近而不是高度分散在熔池中；其次，作用区附近温度高，使Si和Mn 对氧的亲和力减弱；第三，从反应动力学角度来看，C向氧气泡表面传质的速度比反应速度 慢，在氧气同熔池接触的表面上大量存在的是铁原子，所以首先应当同Fe结合成FeO。 如上所述，吹入熔池的气体氧可溶解于金属中，成为熔渣的组元，又可同熔池中的杂质 发生反应。以碳的氧化为例，上述氧的三个方面的作用可概括为下列形式： {O2}----->2O吸附---->（直接氧化）----->{CO} | | （间接氧化） | | -------->（FeO）---->[O]------ >{CO} | | | --- >[O] ------------ >(FeO) 6.2 脱碳反应 6.2.1 脱碳反应的作用 脱碳反应是贯穿于炼钢过程始终的一个主要反应。炼钢的重要任务之一就是要把熔池中 的碳氧化脱至所炼钢号的要求。同时，脱碳反应的产物-----CO气体在炼钢过程中也具 有多方面的作用： 1． 从熔池排出CO气体产生沸现象，使熔池受到激烈地搅拌动，起到均匀熔池成分和温 度的作用。 2． 大量的CO气体通过渣层是产生泡沫渣和气-渣-金属三相乳化的重要原因。 3． 上浮的CO气体有利于清除钢中气体和夹杂物，从而提高钢的质量。 4． 在氧气转炉中，排出CO气体的不均匀性和由它造成的熔池上涨往往是产生喷溅的主 要原因。 氧气顶吹转炉生产低碳钢时，当熔池中含碳量低于一定数值后，脱碳速度将随含碳量的 降低而减小，脱碳反应成为决定转炉生产率的重要因素。 脱碳反应同炼钢中其它反应有着密切的联系。熔渣的氧化性、钢中含氧量等也受脱碳反 应的影响。 6.2.2 碳在熔铁中的溶解 炼钢用的铁水是铁和碳以及其它一些杂质的熔液。铁水中的碳量通常稳定在于4%左右。 在高炉炼铁过程中，铁矿石中的氧化铁被还原为铁，在还原性气体和赤热焦碳的渗碳作用下， 还原出的铁最终成为生铁。在Fe-C二元系中碳的饱和浓度可以计算，当t=1500℃时可以求出 铁中溶解的碳量为5.15%，实际上因受其它元素的影响溶解度有所改变。目前已知Si、P、S 等能减低碳的溶解度，Mn、Cr、V等能增加碳的溶解度。炼铁时铁液同赤热的焦碳在高炉炉 缸内接触，并由于其它元素的影响，铁水中的含碳量也略有不同，如：一般炼钢生铁中，碳 110