Desoxidation

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Januar 10, 2016 Bernd Ziebel D 0 546

Desoxidation ist ein Verfahren in der Metallurgie verwendet werden, um den Sauerstoffgehalt in der Stahlherstellung zu entfernen. Im Gegensatz dazu werden Antioxidantien zur Stabilisierung wie in der Lagerung von Lebensmitteln eingesetzt. Desoxidation in der Stahlherstellung wichtig, da Sauerstoff ist oft nachteilig auf die Qualität des Stahls produziert. Desoxidation wird hauptsächlich durch die Zugabe eines separaten chemischen Spezies, um die Wirkungen von Sauerstoff oder durch direktes Entfernen des Sauerstoff neutralisieren erreicht.

Oxidation

Oxidation ist der Prozess eines Elements Verlust von Elektronen. Beispielsweise wird Eisen zwei seiner Elektronen auf Sauerstoff übertragen, ein Oxid zu bilden. Dies geschieht alle während als unbeabsichtigte Teil der Stahlherstellung.

Sauerstoffblasen ist ein Verfahren zur Stahlerzeugung in dem Sauerstoff durch Roheisen eingeblasen, um den Kohlenstoffgehalt zu senken. Sauerstoff bildet Oxide mit den unerwünschten Elemente, wie Kohlenstoff, Silizium, Phosphor und Mangan, die aus verschiedenen Zuständen des Herstellungsprozesses auftreten. Diese Oxide werden an die Spitze des Stahlpool schwimmen und sich zu entfernen aus dem Roheisen. Allerdings wird ein Teil des Sauerstoffs auch mit dem Eisen selbst reagieren.

Aufgrund der hohen Temperaturen im Schmelzen selbst betrifft, kann Sauerstoff in der Luft in das geschmolzene Eisen zu lösen, während es ausgegossen wird. Schlacke ist ein Nebenprodukt während nach dem Schmelzprozess verlassen hat, wird verwendet, um weitere Verunreinigungen wie Schwefel oder Oxide zu absorbieren und Stahl vor weiterer Oxidation zu schützen. Jedoch kann es immer noch für eine gewisse Oxidation verantwortlich sein.

Einige Prozesse, während noch in der Lage, um die Oxidation zu führen, sind nicht relevant für den Sauerstoffgehalt des Stahls während der Herstellung. Beispielsweise ist Rost ein rotes Eisenoxid, die, wenn das Bügeleisen aus Stahl mit dem Sauerstoff oder Wasser in der Luft reagiert, bildet. Dies tritt in der Regel nur einmal der Stahl bei der Verwendung für unterschiedliche Grade der Zeit. Einige physikalische Komponenten des Stahlherstellungsverfahren selbst, wie der Elektrolichtbogenofen, kann auch zermürben und zu oxidieren. Dieses Problem wird typischerweise durch die Verwendung von hochschmelzenden Metallen, die resistent gegenüber Veränderungen sind behandelt.

Wenn Stahl nicht richtig desoxidiert wird es verschiedene Eigenschaften reduziert haben, wie Zugfestigkeit, Duktilität, Zähigkeit, Schweißbarkeit, Polierbarkeit und Bearbeitbarkeit. Dies ist aufgrund der Bildung nichtmetallischer Einschlüsse und Gasporen, Gasblasen, die während des Erstarrungsprozesses des Stahls verfangen.

Arten von Desoxidationsmittel

Metallic Desoxidationsmittel

Dieses Verfahren der Desoxidation umfaßt die Zugabe spezifischer Metalle in den Stahl. Diese Metalle werden mit dem unerwünschten Sauerstoff reagieren, wodurch eine starke Oxid, das, im Vergleich zu reinem Sauerstoff, werden Stärke und Qualität des Stahls um einen geringeren Betrag.

Die chemische Gleichung für Desoxidation wird vertreten durch:

wobei n und m Koeffizienten sind, D die Desoxidationsmittel, und O Sauerstoff ist.

Somit ist die chemische Gleichgewichtsgleichung einbezogen:

wobei AOX ist die Aktivität oder Konzentration des Oxids in dem Stahl ist aD die Aktivität des Desoxidationsmittel, und AO ist die Aktivität des Sauerstoffs.

Eine Erhöhung der Gleichgewichtskonstante Keq bewirkt eine Erhöhung AOX, und damit des Oxid-Produkt.

Keq kann durch die Stahltemperatur über die folgende Gleichung manipuliert werden:

wobei AD und BD sind spezifisch für verschiedene Desoxidatoren Parameter ist und T die Temperatur in K °. Angezeigt werden die Werte für bestimmte Desoxidationsmittel bei einer Temperatur von 1873 ° K.

Unten ist eine Liste der am häufigsten verwendeten metallischen Desoxidatoren:

  • Ferrosilizium, Ferromangan, Calciumsilicid - bei der Stahlerzeugung in der Produktion von Kohlenstoffstählen, rostfreien Stählen und anderen Eisenlegierungen
  • Mangan - in der Stahlherstellung verwendet
  • Siliciumcarbid, Calciumcarbid - wie Pfannen Desoxidationsmittel in der Stahlproduktion verwendet
  • Aluminiumkrätze - verwendet werden, um Schlacke in der Stahlerzeugung Sekundär desoxidieren
  • Calcium - als Desoxidationsmittel, Entschwefeler oder decarbonizer für Eisen- und Nichteisenlegierungen
  • Titanium - als Desoxidationsmittel für Stahl verwendet,
  • Phosphor, Kupferphosphid - bei der Herstellung von sauerstofffreiem Kupfer eingesetzt
  • Calciumhexaborid - bei der Herstellung von sauerstofffreiem Kupfer verwendet wird, ergibt eine höhere Leitfähigkeit als Kupfer Phosphor desoxidiert
  • Yttrium - verwendet werden, um Vanadium und anderen NE-Metallen desoxidieren
  • Zirkonium
  • Magnesium
  • Kohlenstoff
  • Wolfram

Vakuum-Desoxidation

Vakuum Desoxidation ist ein Verfahren, mit Hilfe eines Vakuums zum Entfernen von Verunreinigungen beinhaltet. Ein Teil des Kohlenstoffs und Sauerstoff in Stahl reagieren unter Bildung von Kohlenmonoxid. CO-Gas wird bis an die Spitze des flüssigen Stahls zu schweben und durch ein Vakuumsystem entfernt werden.

Da die chemische Reaktion im Vakuum Desoxidation beteiligt ist:

die Reaktion zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff wird durch die folgende chemische Gleichgewichtsgleichung dargestellt werden:

wobei PCO ist der Partialdruck des Kohlenmonoxids gebildet.

Die Abnahme der Sauerstoffaktivität in einer höheren Gleichgewichtskonstante, wodurch mehr Produkt, CO führen. Um dies zu erreichen, unterwirft den Pool aus Stahl zur Vakuumbehandlung verringert den Wert PCO und sorgt für mehr CO-Gas erzeugt wird.

Diffusion Deoxidation

Dieses Verfahren beruht auf der Idee, daß die Desoxidation von Schlacke auf der Desoxidation des Stahls führen kann.

Die chemische Gleichgewichtsgleichung für dieses Verfahren verwendet wird:

wobei a die Aktivität des Sauerstoffs in der Schlacke und a die Aktivität des Sauerstoffs im Stahl.

Verringerung der Aktivität in der Schlacke wird der Sauerstoffgehalt in der Schlacke zu senken. Danach wird Sauerstoff aus dem Stahl in die weniger konzentriert Schlacke zu diffundieren. Dieses Verfahren wird durch Verwendung Desoxidationsmittel auf die Schlacke, wie Koks oder Silizium erfolgen. Da diese Mittel nicht in direkten Kontakt mit dem Stahl kommen, werden nicht-metallische Einschlüsse in dem Stahl bilden sich.

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