강재 탈산 방법
탈산은 강괴와 강재의 품질을 보장하는 중요한 작업이다. 제강은 산화정제 과정으로, 강철액에는 불가피하게 일정량의 산소가 용해된다. 1600 에서는 강철에서 산소의 용해도가 0.23% 에 달할 수 있다 (Fe-O 상태도 참조). 산화 정제 말기에는 강철법, 강종 규격에 따라 강철액 함유량이 다르며, 일반적으로 약 0.02 ~ 0.08% 범위 내에 있지만, 고체철의 산소 용해도는 매우 낮다 (예: [kg2]-Fe[kg2] 에서 용해도는 최대 0.0082%) 강철액이 굳는 과정에서 산소는 FeO 형태로 석출되어 결정계에 분포되어 강철의 소성을 낮춘다. 결정계상의 FeO 와 FeS 는 또한 저융점 (910) 물질을 형성하여 강철이 열가공 시 바삭하게 된다. 충분히 탈산되지 않은 강철액이 강철 주괴 모형 내에서 응고되는 과정에서 고체강에 용해된 산소가 매우 낮기 때문에, 산소는 강철액 안에서 점차 농축되고, 탄소산소 균형치를 초과하는 과잉산소는 탄소와 계속 반응하여 CO 가스를 생성하여 강철 주괴 내부에 기포가 생기게 하며, 심할 때' 급등' 현상이 발생할 수 있다. 따라서 제강의 마지막 단계에서 반드시 탈산해야 한다. 방법은 주로 침전 탈산, 확산 탈산, 진공 탈산 등 세 가지가 있다.
< P > 침전 탈산은 강철에 녹은 산소와 결합해 강철에 용해되지 않는 산화물이나 복합산화물로 녹인 산소와 결합하여
< P > [160-01] 을 강액에 녹인 산소와 결합시켜 석출한다. < P > [160-01] , 각각 강철의 [M] 과 [O][kg2] 의 활동을 나타냅니다. 탈산 소화 반응의 평형 상수로, 그 역수를 탈산 상수라고 하며, 값이 작을수록 그 원소의 탈산 능력이 강해진다. 각 원소의 탈산 상수는 표 [각 원소의 탈산 반응 및 탈산 상수] 에 나와 있다. 각 원소의 탈산 능력은 강부터 약까지 순서가 세륨, 지르코늄, 알루미늄, 티타늄, 붕소, 실리콘, 탄소, 바나듐, 망간, 크롬이다. 생산에 비교적 싼 실리콘 알루미늄을 탈산제로 많이 사용한다. 철 합금 (예: 페로 망간, 페로 실리콘) 의 형태로 강철에 첨가됩니다.침전 탈산 산물을 제때에 배제하지 않으면 고체 강철의 비금속 잡동사니가 되어 강철의 품질에 영향을 줄 수 있다. 디옥시 생성물의 밀도 (일반적으로 3 ~ 5g/cm) 는 용강 (7.1g/cm) 보다 작으며, 부동 속도 (cm/s) 는 스톡스 (Stokes) 공식에 따라 대략적으로 구할 수 있습니다.
용강의 점도 (계류) 입니다. 탈산 소화 생성물의 반경 (센티미터) 입니다. [160-100], [160-101] 은 각각 강철과 탈산 산물의 밀도 (그램/센티미터) 입니다. (2) 식에서 알 수 있듯이 반경이 증가하면 부동 속도가 크게 증가합니다. Si-Mn, Si-Ca, Si-Mn-Al, Mn-Si-Ca 등과 같은 "복합 탈산제" 를 사용하여 탈산할 경우, 탈산품은 단일 원소 산화물보다 융점이 낮고 큰 입자로 수렴하기 쉽다. 생산에 이미 이 복합 탈산제를 채택하였다. < P > 1970 년대 이후 개발된 에어브러쉬로 가루 탈산제 (예: 칼슘, 마그네슘, 희토금속, 알루미늄, 실리콘 등) 를 직접 강철에 도입하는 방법으로 산소를 더 낮은 수준 (ppm 규모) 으로 제거할 수 있다. 불어오는 칼슘 (끓는 점 약 1484) 은 제강 온도에서 기포 상승으로 변하고 기포-강액 인터페이스에서도 탈산 반응이 발생한다. 이 탈산은 분분 탈산이라고도 하는데, 그 본질은 여전히 침전탈산에 속한다 (스프레이 야금 참조).
퍼짐 디옥시는 전기로 제강 복원 기간 동안 [kg2]FeO[kg2] 가 거의 들어 있지 않으며, 용강의 산소는
[160-03] 에 따라 슬래그에 들어갑니다 확산 디옥시산이 계속되게 하려면, 찌꺼기에 탈산제 (일반적으로 실리콘 파우더, 토너, 전석가루, 일부 합금강은 알루미늄 분말, 실리콘 칼슘 가루 등 강한 탈산제) 를 단계적으로 넣어 찌꺼기에 낮은 [kg2]FeO[kg2] 함량을 유지해야 한다. 디옥시산 확산의 산물은 강철액을 오염시키지 않기 때문에 양질의 강철을 제련하는 데 비교적 좋은 탈산 방법이다.
단점은 반응 속도가 느리고 시간이 오래 걸리기 때문에 난로 안감이 고온난로 찌꺼기에 의해 침식되는 것이 더 심각하다는 것이다.
이 두 가지 탈산 방법은 각각 장단점이 있으며, 각자의 장점을 충분히 발휘하기 위해 침전과 확산 통합 탈산을 광범위하게 채택하고 있다. 즉, 전기난로 복원기 초에 먼저 침전탈산으로 용강의 산소 함량을 빠르게 줄인다는 것이다. 희박한 찌꺼기가 형성되면 확산으로 탈산한다. 디옥시산 확산 기간 동안, 침전된 디옥시산물은 충분한 시간을 띄우고, 결국 복원 기말에 알루미늄 디옥시산을 삽입한다. 이렇게 하면 강철의 질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 제련 시간도 단축될 수 있다.
진공 탈산은 저압에서 용강의 탄소와 산소반응을 더욱 완전하게 하는 탈산반응이다.
[161-01] 온도가 일정할 때 진공 상태에서 낮추면 [%c] [% 진공 탈산은 실제로 저압 용강액에 함유된 탄소탈산이다. 그 장점은 탈산 산물은 기체로 비금속 잡동사니를 형성하지 않고, 코기포가 떠다니고, 용융 풀을 섞으면 질소를 제거하고 수소를 제거하는 데 도움이 된다는 점이다. 상압에서 더 이상 탄소산소반응을 할 수 없는 강물, 진공 상태에서 탄소산소반응을 계속하여 산소를 더 낮은 수치로 줄이는 반면, 탄소의 감소액은 산소의 감소값의 3/4 이다. 진공 탈산은 진공 제련이나 강철액 진공 처리 과정에서 진행된다.
난로 밖 정련용 텅스텐으로 강철액을 탈탄, 탈탄, 가스 제거 및 잡동사니를 제거하는 과정은 아르곤 기포 중 CO 분압이 매우 낮기 때문에 탄소와 산소 반응이 더욱 완벽해지므로 진공 탈산과 비슷한 역할을 할 수 있다 (진공 야금 참조).
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