Дегазация металла

Кипение металла облегчает также протекает процессов его дегазации и всплывания неметаллических включений.

Мартеновская сталь всегда содержит некоторое количест­во кислорода, азота, водорода. Это обусловлено тем, что в ходе плавки газовая атмосфера воздействует на металл и шлак, в результате чего некоторое количество кислорода, водорода и азота из газовой атмосферы поглощается метал­лом. Кроме того, определенное количество кислорода (в виде окислов), водорода и азота вносится с шихтовыми ма­териалами. Кипение металла в мартеновской печи оказывает большое влияние на уменьшение газонасыщенности стали.

Содержание кислорода в металле при "закипании" ванны снижается и поддерживается на уровне, соответствующем со­держанию в нем углерода. До тех пор, пока в мартеновской ванне происходит процесс кипения, вызываемый протеканием реакции окисления углерода, металл не будет переокислен, так как поступающий в Металл кислород будет немедленно удаляться в результате протекания реакции [С] + + [О] -*СО_газ.

Пузырьки оксида углерода, уносящие кислород, очищают металл также от азота и водорода. Во время энергичного кипения ванна пронизана пузырьками СО. Парциальные давле­ния азота и водорода в пузырьках СО равны нулю, вследст­вие чего растворенные в металле азот и водород стремятся иродиффундировать в поднимающиеся пузырьки СО и вместе с ними уносятся в рабочее пространство печи. Перемешивание металла облегчает этот процесс.

Описанная схема дегазации мартеновской печи является несколько условной. В действительности очищение металла мартеновской ванны от газов, парциальное давление которых в атмосфере печи велико, происходит по сложным законам и

зависит главным образом от результирующей одновременно протекающих процессов газонасыщения и газоудаления.

Ясно только, что если по каким-то причинам реакция обезуглероживания и соответственно кипение ванны замедли­лись бы или приостановились, то немедленно начала бы по­вышаться концентрация газов в металле. При отсутствии ки­пения получить металл в мартеновской печи с малым содер­жанием газов невозможно. Обычно в мартеновской стали со­держится 0,003—0,005 % N, т.е. меньше, чем обычно его содержится в бессемеровском и томасовском металлах (а также в металле из дуговых электропечей), поэтому азот не представляет существенной опасности для качества марте­новской стали.

Концентрация водорода колеблется в более широких пре­делах - от 0,0003 и до 0,0006 %, или от 3-4 до 6-7 см³ на 100 г металла.

Содержание водорода, превышающее 5—6 см³ на 100 г ме­талла, уже заметно сказывается на качестве стали. Фло-кеночувствительные марки стали приходится длительное вре­мя выдерживать в специальных устройствах в нагретом сос­тоянии, чтобы часть водорода выделить из металла.