Скорость окисления углерода в сталеплавильных процессах
При продувке металла в кислородном конвертере в периодах плавки, когда вдуваемый в ванну кислород расходуется главным образом на окисление углерода, скорость обезуглероживания металла можно оценить из уравнения
Из последней формулы следует, что вдувание в ванну кислорода в количестве 1 м3/т сопровождается окислением приблизительно 0,1% углерода.
В настоящее время интенсивность продувки металла в кислородных конвертерах находится в пределах 2 – 5 м3/(т*мин). При этом в середине продувки, когда вдуваемый в ванну кислород расходуется преимущественно на обезуглероживание металла, скорости окисления углерода могут достигать 0,2 –0,5 %/мин.
Интенсивность продувки металла кислородом в мартеновских печах обычной конструкции, а также дуговых электросталеплавильных печах намного ниже, что обусловлено конструктивными особенностями этих агрегатов. В этих агрегатах скорость обезуглероживания металла при продувке ванны кислородом обычно составляет 0,025 – 0,04 %/мин.
При использовании твердых окислителей при сохранении достаточного перегрева металла над температурой плавления подача железной руды в количестве 1% от массы металла сопровождается окислением 0,16% углерода. При этом следует помнить, что окисление углерода кислородом твердых окислителей является сильной эндотермической реакцией. Поэтому скорость обезуглероживания металла обычно определяется эффективностью тепловой работы сталеплавильного агрегата. В современных крупных мартеновских печах скорость обезуглероживания металла обычно не превышает 0,02 %/мин, составляя в периоде плавления в среднем 0,01 – 0,015 %/мин. В периоде рудного кипения средняя скорость окисления углерода уменьшается до 0,005 – 0,008 %/мин.
При окислении углерода за счет поступления кислорода из газовой фазы сталеплавильного агрегата скорость окисления углерода обычно составляет 0,004 – 0,006 %/мин.