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1、钢铁冶金过程中的热力学问题,钢液的脱氮,吴国富 马小军 马凯旋 明嵩 阳红辉 黄铮静 白静,钢中氮的来源和溶解度,钢中氮的危害,钢液脱氮困难的原因,（1） 钢液中，氮与多数元素反应生成的氮化物处于溶解状态，因此无法通过沉淀法去除； （2）氮原子的半径比氢大，扩散系数比氢小得多（小两个数量级），故真空去氮的效果比去氢差得多； （3）氧，硫等表面活性元素阻碍钢液脱氮,钢液脱氮的影响因素,一温度和表面活性物质对钢液脱氮吸氮的影响： 它们在表面富集占据了一部分可吸附氮的表面位置，它们对脱氮吸氮均有影响，钢液最终是脱氮吸氮的综合作用的结果。 二.温度和氧含量的影响 随着温度提高，吸氮速度提高； 温度较低
2、时，钢液氧含量对吸氮速度的影响显著，当温度升高到2130度时，氧的影响消失。 三.温度及硫含量对钢液脱氮吸速率常数的影响 温度升高脱单速度常数增大，且温度对高硫试样脱氮速率常数的影响大于对低硫试样的影响,一.氮的存在形式：自由状态的氮原子N的结合状态的氮原子 二.影响因素：钢的表面活性元素氧、硫的阻碍、真空度、气泡、熔渣的氮容量等 三.脱氮方式：整合、真空脱氮和气泡携带法脱氧。 四.脱氮方式：对于生产工艺而言，主要是真空和搅拌。,脱氮方式,一.真空脱氮 当钢液采用真空处理时，真空度67Pa，1600度条件下，钢液中氮的平衡值为10ppm。但是实际生产中难以达到这种水平，主要原因是由于脱氮与钢液
3、中的氧，硫等表面活性元素的含量有密切关系。,（1）铜中硫含量较低，脱氮速率快于脱氧速率；当硫含量较高时，脱氧速率大于脱氮速率。 （2）当铜中硫含量较低时，脱氮速度很快，随着硫含量的逐步增加，脱氮速率降低。 （3）真空中碳脱氧过程中，脱碳、脱氧速率与硫含量关系不大。,二、气泡携带法脱氮 气泡主要是指炼钢过程中吹入炉内的氮气气泡、碳氧反应生成的CO气泡以及精炼时吹入的氩气气泡。气泡携带法脱氮主要是指CO气泡脱氮和氩气气泡脱氮、即脱碳脱氮和吹氩脱氮,脱氮认为有三个步骤组成： 1.钢液中的氮通过钢液边界层扩散到co气泡表面； 2.在气泡/钢液界面上发生化学反应； 3.反应生成的氮分子扩散到气泡内部并随之上浮排除。,三。熔渣脱氮 熔渣脱氮的研究发展缓慢，因为熔渣脱氮只有在炉气气氛控制的条件下才有良好的效果。 熔渣脱氮主要有两种方式：一种是在刚液中生成氮化物夹杂，这些夹杂物上浮到渣中后被去除。另一种是造某种渣，氮扩散到渣-刚界面，与渣中某种化合物反应转入渣相，从而达到去除的目的。,1、,2、,谢谢,
