電爐吹氧脫碳速率是礦石脫碳速率的四倍

　　電爐煉鋼中應(yīng)用氧氣已是一項(xiàng)很普遍的操作。用氧的目的主要是助熔和脫碳，特別是在高鉻鋼的返回法冶煉中，吹氧脫碳已成為必不可少的手段。國內(nèi)吹氧的方法主要是用吹氧管從爐門插入熔池吹氧，國外還有用水冷噴槍自爐頂垂直插入，以高速氧氣流沖擊熔池表面。后一種吹氧方法就更接近于純氧頂吹轉(zhuǎn)爐的供氧方式。這兩種吹氧方法的化學(xué)反應(yīng)是完全一樣的，但是由于這兩種方法的供氧條件有所不同，所以其脫碳速率有較大的差別。例如，電爐用吹氧管吹氧，脫碳速率約為每小時(shí)2％，而純氧頂吹轉(zhuǎn)爐的脫碳速率每小時(shí)可高達(dá)17％。

　　電爐吹氧脫碳速率雖然遠(yuǎn)低于氧氣轉(zhuǎn)爐，但卻是礦石脫碳速率的四倍。脫碳速率的提高主要是向碳氧反應(yīng)區(qū)供氧條件的改善。當(dāng)單純由礦石脫碳時(shí)，反應(yīng)所需的氧要經(jīng)過熔渣、渣鋼界面、鋼液、氣相鋼液界面等一系列傳遞過程。其中通過渣鋼界面的渣相邊界層時(shí)z緩慢，所以整個脫碳反應(yīng)的速率就受該步驟所控制。當(dāng)向熔池直接吹入氧氣時(shí)，通過渣相邊界層這步驟就不再存在。分散在鋼液中的氧氣泡與鋼液有較大的接觸界面，在這些氣液界面上可以發(fā)生鋼中碳的直接氧化。但是由于氣液界面上鐵原子占總原子數(shù)的93％以上，且氣相中的傳質(zhì)系數(shù)要比鋼液中的傳質(zhì)系數(shù)大三個數(shù)量級，所以向鋼液熔池吹氧時(shí)，鋼中雜質(zhì)元素的氧化主要是間接氧化。

　　吹氧脫碳的特征與鋼液中含碳量有關(guān)。存在著一個臨界含碳量。當(dāng)鋼中的含碳量大于臨界值時(shí)，脫碳反應(yīng)由氧的傳遞控制，所以脫碳速率取決于供氧條件，如氧壓、流量、供氧方式等。當(dāng)鋼中含碳量小于臨界值時(shí)，由于鋼液中含碳量與含氧量相差不多，甚至小于含氧量，這時(shí)碳原子向鋼液氣相界面的傳遞將成為脫碳速率的限制性環(huán)節(jié)。在供氧條件不變的情況下，脫碳速率隨含碳量的降低而下降。臨界含碳量的大小取決于鋼的成分、熔池溫度和真空度，一般波動在0.05％～0.08％的范圍。爐外精煉中，采用低壓下吹氧大都是為了低碳和超低碳鋼種的脫碳。而這類鋼又以鉻或鉻鎳不銹鋼居多。

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