丶以 图6-6球冠形上浮气泡 图6-7转炉炼钢脱碳速度随时间的变化 图6-5气泡形成过程示意图 (a)坑底部气体不受毛细管压力:(b)坑底部气体受到一定的毛细管压力 (c)气体达到坑的面上:(d)气体膨胀成半球形,所受毛细管压力最大:(e)即将形成气泡离开 由于气泡在炉底上生成,在上浮过程中可以继续在界面上生成C0气体而加大,因而其上 浮速度也越来越快。这种C0气泡的上浮运动是平炉和电炉炼钢熔池均匀搅拌的主要动力。在 氧气顶吹转炉中,C0气泡对熔池的搅拌能力也有相当大的作用。 气泡上浮过程中,随着体积的加大,形状变成扁圆形,气泡的当量直径达1cm以上时 成为球冠形。由图6—6可见球冠形气泡上浮引起的液流,促使液体在水平和垂直方向加强混 上浮的C0气泡对于钢液中的气体来说,相当于一个小的真空室,钢水中的气体扩散到气 泡中,被它带出熔池而除去,因此脱碳沸腾是炼钢时去除气体的有效手段。在平炉矿石沸腾 期和电炉氧化前期,熔池含氢量一般都有所下降,此后沸腾减弱,含氢量又有回升。转炉炼 钢脱碳速度大,钢中含氢量也较低。这都说明熔池沸腾对去气是很有关系的。 5.实际熔池中脱碳速度的变化氧气转炉吹氧时脱碳速度的变化情况,示例如图6-7。 由图可见,脱碳过程可以分为三个阶段,吹炼初期以硅的氧化为主,脱碳速度较小 吹炼中期,脱碳速度几乎为定值:吹炼后期,随金属中含碳量的减少,脱碳速度亦 降低。整个脱碳过程中脱碳速度变化的曲线形成为台阶形 对各阶段的脱碳速度可以写出下列关系式 第一阶段d[C]/dt=kt (6-24) 第二阶段d[C]/dt=K2 第三阶段d[C]/dt=k[C] 上列各式中k决定于[Si]及熔池温度等因素的常数 一吹炼时间 K——高速脱碳阶段由氧气流量所确定的常数;氧流量F变化时,K=kF; k一一碳含量减低后,脱碳反应受碳的传质控制时,由氧流量、枪位 等确定的常数第六章 氧化反应 115 115 图 6-5 气泡形成过程示意图 （a）坑底部气体不受毛细管压力；（b）坑底部气体受到一定的毛细管压力； （c）气体达到坑的面上；（d）气体膨胀成半球形，所受毛细管压力最大；（e）即将形成气泡离开 图 6-6 球冠形上浮气泡 图 6-7 转炉炼钢脱碳速度随时间的变化 由于气泡在炉底上生成，在上浮过程中可以继续在界面上生成CO气体而加大，因而其上 浮速度也越来越快。这种CO气泡的上浮运动是平炉和电炉炼钢熔池均匀搅拌的主要动力。在 氧气顶吹转炉中，CO气泡对熔池的搅拌能力也有相当大的作用。 气泡上浮过程中，随着体积的加大，形状变成扁圆形，气泡的当量直径达lcm以上时， 成为球冠形。由图6—6可见球冠形气泡上浮引起的液流，促使液体在水平和垂直方向加强混 合。 上浮的CO气泡对于钢液中的气体来说，相当于一个小的真空室，钢水中的气体扩散到气 泡中，被它带出熔池而除去，因此脱碳沸腾是炼钢时去除气体的有效手段。在平炉矿石沸腾 期和电炉氧化前期，熔池含氢量一般都有所下降，此后沸腾减弱，含氢量又有回升。转炉炼 钢脱碳速度大，钢中含氢量也较低。这都说明熔池沸腾对去气是很有关系的。 5． 实际熔池中脱碳速度的变化 氧气转炉吹氧时脱碳速度的变化情况，示例如图6-7。 由图可见，脱碳过程可以分为三个阶段，吹炼初期以硅的氧化为主，脱碳速度较小； 吹炼中期，脱碳速度几乎为定值；吹炼后期，随金属中含碳量的减少，脱碳速度亦 降低。整个脱碳过程中脱碳速度变化的曲线形成为台阶形。 对各阶段的脱碳速度可以写出下列关系式 第一阶段 -d[C]/dt=k1t (6-24) 第二阶段 -d[C]/dt= K2 (6-25) 第三阶段 -d[C]/dt=k3[C] (6-26) 上列各式中 k1——决定于[Si]及熔池温度等因素的常数； ， t——吹炼时间； K2——高速脱碳阶段由氧气流量所确定的常数；氧流量FO2变化时，K2= k2FO2； k3——碳含量减低后，脱碳反应受碳的传质控制时，由氧流量、枪位 等确定的常数