Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Азот в стали в процессе плавки

В сталеплавильную ванну азот поступает с шихтовыми материалами. Металлический лом, скрап и чугун содержат обычно 0,002—0,008% азота. Дополнительно N2 переходит в сталь из печной атмосферы во время плавления. Этому способствуют восстановительная атмосфера в области электрических дуг и в общем незначительное окисление металла, а также диссоциация азота в дугах.

После образования окислительного шлака, растворяющего очень мало N2 (0,002—0,008%), поступление азота в сталь из печной атмосферы практически прекращается. Поэтому раннее шлакообразование позволяет получить меньшее содержание азота в металле к началу окислительного периода.

Во время окислительного периода происходит удаление части азота из стали вследствие экстрагирования его пузырьками окиси углерода. Количество удаленного N2 увеличивается с увеличением количества окисленного углерода.

В работах ряда исследователей было установлено существование прямолинейной зависимости между изменением содержания азота в стали Д [N, %] и количеством окисленного углерода, т. е. разностью между содержанием углерода в металле в начале окислительного периода [С]0 и в конце периода [С]:

  • [N, %] = -K ([С]о — [С]).

При интенсивном кипении количество N2 в стали, выделившегося в окислительный период, достигает 30—50% его исходного содержания. К концу окислительного периода содержание азота в стали, как и при мартеновском процессе, составляет обычно 0,004—0,008%.

Удовлетворительное удаление азота из стали достигается при достаточно большом количестве окисленного углерода. Исследования и практика электросталеплавильного производства показывают, что для деазотации стали в условиях окислительного периода электроплавки в основных дуговых печах целесообразно окислять 0,3—0,5% С.

В восстановительный период содержание азота в стали возрастает в результате прекращения окисления углерода и, следовательно, удаления N2 при увеличении интенсивности поступления его из шлака в металл, что является следствием значительного увеличения растворимости азота в шлаке при его раскислении. В белых шлаках он, согласно исследованиям Н. М. Чуйко, составляет 0,03—0,06%, а в карбидных шлаках достигает 0,2%.

Действенным способом уменьшения количества азота, поступившего в сталь в восстановительный период, служит уменьшение продолжительности восстановительного периода и отказ от работы под карбидным шлаком.

В среднелегированных сталях, выплавленных в дуговой электропечи, обычно содержится 0,006—0,012% азота (по сравнению с 0,004—0,008% в мартеновской и 0,002—0,005% в кислородно-конвертерной стали).

В высоколегированной стали содержание N2 выше и может достигать 0,02% вследствие увеличения растворимости азота в металле и внесения его ферросплавами.

Источник [4] → список литературы.


Вернуться в начало раздела: Физико-химические основы плавки стали
Вернуться на главную: Черная металлургия