转炉炼钢的基础理论.docx

转炉炼钢的基础理论1、氧气炼钢转炉中物理化学反应的基本条件和特点(1)、首先，在氧气炼钢转炉中要用氧气将铁水中的C、Si、Mn、P等元素快速氧化到吹炼终点的要求，在吹氧的全部时间内，熔池中始终进行着强烈的元素氧化反应，显然，在吹氧时间内，炉中具有很强的氧化特性。只是在吹氧结束后的为时很短的脱氧和合金化时间内,熔池中的反应才主要是还原反应。(2)、氧气转炉炼钢是在适当的高温下进行的，在吹炼过程中，将入炉的12501350°C的铁水加热到16601730。这是现代优质、高产、低耗、低成本炼钢方法的必要条件。吹炼的过程温度和终点温度都应当适当，不应过低或过高，过程温度过低，熔池中传质和传热速度缓慢，造渣困难，因而不利于熔池金属中杂质的去除和废钢等固体料的熔化，相反，过程温度过高，又对炉衬寿命有害，不利于某些不适于过高温度下进行反应的杂质的去除，钢中有害气体的含量也将提高。此外，过高或过低的终点温度，都有会降低钢坯的质量，降低钢坯的合格率，降低设备的寿命，事故也增高。(3)、氧气转炉炼钢过程中，同时而连续地进行着多种多相物理化学反应，通常在转炉中同时存在着金属和炉渣两相液相，CO、CO2、02和炉气等几种气相，炉衬、固体成渣材料、废钢、铁合金和固体非金属夹杂物等多相固相，因此，必须应用多相系的物理化学规律研究炼钢熔池中的反应。2、氧化反应化学反应进行的结果受两个因素制约；一个是热力学，即在给定的外界条件下，反应最终能达到的状态一一平衡态；另一个是动力学,即反应向平衡态趋近的速率。动力学因素比热力学复杂的多。但幸运的是，化学反应随温度的升高而急剧增加，在炼钢主高温下，许多反应都可以达到或接近平衡。因此，有关高温冶金反应平衡的知识对炼钢工作者是很有用的，炼钢过程中，有些反应没有完全达到，而是主要原因是由于反应物传输到反应地带的传质速率不够快造成的。炼钢过程所涉及的物理变化和化学反应是复杂的，其中最主要的是是、Si、Mn11p组分的氧化。3、脱碳反应钢液中c、0与气相中C0,CO2反应及其平衡数据如下；1cJ+0=COIgKC=1160T-2.003(2-2)1cJ+20=CO21gKC=9877T-2.759(2-3)EC+C02=2C01gKC=7758/T+6.765(2-4)CO+0=C021gKC=8718T-4.176(2-5)平衡时，这四个反应中只有两个是独立的。可以任选其中两个作为独立反应，其余三个的热力学数据均可由被选的定两个独立反应的数据求得。