Окисление углерода

Углерод, растворенный в металле окисляется в основном до СО. При очень низких концентрациях углерода кроме реакции [ С ]+[ О ]= СО возможна реакция [ С ]+2[ О ]= СО₂. Скорость реакции обезуглероживания определяется интенсивностью подвода окислителя и условиями образования и выделения продукта реакции — оксидов углерода. Чтобы пузырек СО мог образоваться в металле, он должен преодолеть давление расположенного над ним столба металла (р_мет), шлака (р_шл) и атмосферы (р_атм), а также силы сцепления жидкости р_{пов.нат} (преодоление сил поверхностного натяжения):

Чем глубже ванна, больше слой шлака и выше давление в агрегате, тем затруднительные условия образования и выделения пузырьков СО. И наоборот, снижение давления (например, при помещении металла в вакуумную камеру) приводит к вскипанию металла.

Углерод, растворенный в металле, может окислять кислород:

а) содержащийся в газовой фазе

;

при протекании этой реакции выделяется значительное количество тепла;

б) содержащийся в окислах железа шлака

;

эта реакция идет с поглощением заметного количества тепла;

в) растворенный в металле

при протекании этой реакции выделяется очень небольшое количество тепла.

Значение ΔG с повышением температуры уменьшается, т.е. ее повышение благоприятствует протеканию реакции окисления углерода. Кроме того, образующаяся при окислении углерода газовая фаза (пузырьки СО) перемешивает ванну, выравнивает состав и температуру металла, оказывает большое влияние на процессы удаления газов и неметаллических включений. Эту реакцию называют основной реакцией сталеплавильного производства.

Дата добавления: 2014-01-03