Giáo trình công nghệ và thiết bị luyện thép 5

Mn bị oxy hóa hoàn toàn hơn ở quá trình lò bazơ. Do phản ứng oxy hóa Mn là phản ứng tỏa nhiệt, nên khi nhiệt độ tăng tốc độ phản ứng sẽ chậm lại. Khi ở nhiệt độ rất cao, có thể xẩy ra sự hoàn nguyên Mn, quá trình này thường kèm theo sự oxy hóa cacbon, do đó ta có thể coi nó là kết quả của hai phản ứng đồng thời:
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình công nghệ và thiết bị luyện thép 5 N ( MnO ) Khi tỉ số không đổi, nếu tăng nhiệt độ thì lượng Mn còn lại trong kim N ( FeO )loại tăng (do KMn giảm), ngược lại khi nhiệt độ không đổi ( K Mn = const ), với cùng tỉ N ( MnO ) thì [% Mn ] dưới xỉ bazơ cao hơn dưới xỉ axit. Vì vậy, ở quá trình lò axit thìsố N ( FeO )Mn bị oxy hóa hoàn toàn hơn ở quá trình lò bazơ. Do phản ứng oxy hóa Mn là phản ứng tỏa nhiệt, nên khi nhiệt độ tăng tốc độphản ứng sẽ chậm lại. Khi ở nhiệt độ rất cao, có thể xẩy ra sự hoàn nguyên Mn, quá trình này thườngkèm theo sự oxy hóa cacbon, do đó ta có thể coi nó là kết quả của hai phản ứng đồngthời: (MnO ) + [Fe] = [Mn ] + (FeO ) (3.20) (FeO) + [C] = {CO} + [Fe] (3.21) (MnO ) + [C] = [Mn ] + {CO} (3.22) Trong thực tế nấu luyện rất khó xẩy ra phản ứng hoàn nguyên Mn trực tiếpbằng cacbon, nhưng trong lò axit Mn có thể được hoàn nguyên bởi Si: 2(MnO) ) + [Si ] = (SiO 2 ) + 2[Mn ] (3.23)Trong luyện thép người ta thường sử dụng Mn để đạt được mục đích: + Đảm bảo cơ tính cho thép đúc; + Khử oxy sơ bộ cho nước thép. Khả năng khử oxy của Mn rất yếu nhưng người ta vẫn dùng Mn để khử oxy sơbộ nhằm giảm hàm lượng oxy trong thép trước khi khử bằng Si và Al, mặt khác khicho Mn vào thép cho phép ta điều chỉnh sự sôi của thép trong khuôn, khi thép đôngđặc Mn ngăn cho thép không bị oxy hóa tiếp bởi khí trời, tránh được hiện tượng sôikhuôn.3.2.3. Sự oxy hóa và hoàn nguyên silic Si cũng là một nguyên tố hợp kim ảnh hưởng lớn đến cơ tính của thép. Si tăngkhả năng chống rỉ, đối với một số thép Si có tác dụng tăng từ tính. Cũng như Mn, hàm - 29 -lượng Si trong thép phải nằm trong một phạm vi nhất định, khi vượt quá giới hạn cầnthiết lại có ảnh hưởng có hại. Phản ứng oxy hóa Si xẩy ra cả khi nấu chảy, trong giai đoạn oxy hóa tạo thành(SiO 2 ) hoặc (SiO ) vì hệ Si - O chuyển biến theo hai hệ thống: siO2 (ở nhiệt độ > 1500oC) SiO Si (ở nhiệt độ < 1500oC) siO2 Si Phản ứng oxy hóa Si cũng phụ thuộc phương pháp cấp oxy. Nếu thổi oxy trực tiếp vào thép lỏng: 2[Si ] + {O 2 } = 2(SiO ) (3.24) [Si] + {O } = (SiO ) Hay (3.25) 2 2 Khi khử oxy bằng Si hay trong thép có nhiều [FeO] thì xẩy ra phản ứng: [Si] + 2[FeO] = (SiO ) + 2[Fe] (3.26) 2 Điển hình nhất là phản ứng khác pha xẩy ra ở mặt phân cách giữa xỉ và kimloại: [Si] + 2(FeO) = (SiO ) + 2[Fe] (3.27) 2 ΔZ = −87.000 + 50,7TPhản ứng có: (3.28) N (SiO ) K Si = (3.29) 2 [%Si].N 2 ( FeO ) 19.057 lg K Si = − 11,1 (3.30) TTừ (3.29) suy ra: 1 N (SiO ) [%Si] = . (3.31) 2 K Si N (2FeO ) Phản ứng (3.27) còn phụ thuộc vào tương quan giữa áp suất phân ly oxyt của > POoxyt silic và oxyt sắt. Ở giai đoạn đầu nấu chảy, PO nên Si bị oxy hóa, 2 ( FeO ) 2 ( SiO 2 )nhưng cuối giai đoạn nấu chảy (lò máct ...