Обезуглероживание кислородом аргона - Argon oxygen decarburization

Рафинирование стали 9,5% CrMoWVNbN в сосуде для обезуглероживания аргоном и кислородом (AOD)

Обезуглероживание кислородом аргона (AOD) - это процесс, в основном используемый в нержавеющая сталь изготовление и другие высококачественные сплавы с окисляемыми элементами, такими как хром и алюминий. После первоначального плавления металл затем перемещается в емкость AOD, где он будет подвергнут трехступенчатой ​​очистке; обезуглероживание, снижение, и обессеривание. AOD был изобретен в 1954 году подразделением Линде компании The Union Carbide Corporation [1] (который стал известен как Praxair в 1992 г.).[2]

Процесс

Обезуглероживание

Перед этапом обезуглероживания следует учесть еще один этап: десилицирование, Что является очень важным фактором для огнеупорной футеровки и дальнейшего уточнения.

Этап обезуглероживания регулируется соотношением кислорода к аргону или азоту для удаления углерода из металлической ванны. Соотношения могут быть получены в любом количестве фаз для облегчения реакции. Газы обычно продувают через верхнюю фурму (только кислород) и фурмы по бокам / внизу (кислород с кожухом из инертного газа). На этапах продувки углерод удаляется за счет комбинации кислорода и углерода, образующего газ CO.

4 кр(ванна) + 3 O2 → 2 кр2О3 (шлак)
Cr2О3 (шлак) + 3 С(ванна) → 3 СО(газ) + 2 Кр(ванна)

Чтобы вызвать реакцию образования СО, парциальное давление СО снижают с помощью аргона или азота. Поскольку емкость AOD не нагревается извне, ступени продувки также используются для регулирования температуры. При сжигании угля температура ванны повышается.

К концу этого процесса в стали остается около 97% Cr.

Снижение

После достижения желаемого уровня углерода и температуры процесс переходит в режим восстановления. Восстановление восстанавливает окисленные элементы, такие как хром, из шлака. Для этого в сплав добавляют элементы, которые имеют более высокое сродство к кислороду, чем хром, с использованием кремниевого сплава или алюминия. Восстановительная смесь также включает известь (CaO) и плавиковый шпат (CaF2). Добавление извести и плавикового шпата способствует снижению Cr.2О3 и управление шлаком при сохранении текучести и небольшого объема шлака.

Обессеривание

Обессеривание достигается за счет высокой концентрации извести в шлаке и низкой активности кислорода в ванне металла.

S(ванна) + CaO(шлак) → CaS(шлак) + O(ванна)

Итак, для разбавления серы в металлической ванне добавляются добавки извести. Также для удаления кислорода могут быть добавлены алюминий или кремний. В конце этапа могут быть добавлены другие добавки из сплава для обрезки. После того, как уровни серы будут достигнуты, шлак удаляется из емкости AOD, и металлическая ванна готова к выпуску. Затем ванна с выпуском направляется либо на станцию ​​перемешивания для дальнейшей химической обрезки, либо на разливочную машину для литья.

Рекомендации

  1. ^ Кривский, В. А. (1973). «Линде аргон-кислородный процесс для нержавеющей стали; тематическое исследование основных инноваций в базовой отрасли». Металлургические операции. 4 (6): 1439. Bibcode:1973MT ...... 4.1439K. Дои:10.1007 / BF02667991 (неактивно 17.10.2020).CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на октябрь 2020 г. (связь)
  2. ^ История. Unioncarbide.com (1917-11-01). Проверено 28 декабря 2013.