現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)工藝是將鐵礦石在高爐中冶煉成生鐵,將鐵水倒入轉(zhuǎn)爐或電爐中冶煉鋼水,然后將鋼水澆鑄成連鑄板坯或鋼錠,用軋制等塑性變形方法加工成各種類型的鋼材。近30年來,氧氣在煉鋼工業(yè)中的應(yīng)用得到了迅速發(fā)展。無論是常規(guī)冶煉還是爐外精煉,都需要大量的氧氣,可以說,氧氣的應(yīng)用促進了煉鋼技術(shù)的發(fā)展。
氧化是煉鋼過程中不可缺少的重要精煉方法,脫氫、脫氮以及各種夾雜物的去除都必須依靠“氧化”。除采用重熔工藝者外,無論是常規(guī)煉鋼還是爐外精煉,如何使用好氧都是操作的關(guān)鍵。然而,氧化畢竟只是煉鋼的一種手段,鋼冶煉完成后必須清除,不能殘留在鋼中,否則會嚴(yán)重?fù)p害鋼的質(zhì)量。
煉鋼過程中,氧氣的作用就是與鐵水中的碳,硅,錳,磷,硫等元素氧化反應(yīng),降低這五項對鋼水成分有害的雜質(zhì),并利用其氧化反應(yīng)時放出的化學(xué)熱以及鐵水物理熱作為熱量來源,鋼與鐵都是鐵碳合金,最本質(zhì)的區(qū)別在于含碳量不同,含碳量大于0.02的稱為鐵,小于0.02的為鋼,煉鋼中的氧氣是利用氧槍吹入轉(zhuǎn)爐或電爐中,控制氧槍的工人叫做氧槍工。
在煉鋼過程中,用氧氣脫碳引起強烈沸騰,是去除有害氣體、非金屬夾雜物等雜質(zhì)的有效手段。但是,如果冶煉后用于制造鑄件的鋼中含有超過允許量的氧,就會造成很大的危害。

氧在鋼中的形式與氫和氮不同,不以間隙固溶體的形式溶于鐵,而是與鐵形成化合物,以氧化亞鐵(FeO)的分子形式存在,相當(dāng)一部分FeO溶解在鐵中。如果鋼液中的氧化亞鐵(FeO)含量高,在倒入模具后,隨著凝固過程的進行和鋼液溫度的下降,F(xiàn)eO可與鋼中的碳反應(yīng)生成CO,造成鑄件中的氣孔。
如果鋼液脫氧不充分,雖然不會形成氣孔,但在鋼的結(jié)晶過程中,F(xiàn)eO會在晶界偏聚,降低鋼的塑性和韌性。脫氧不足的鋼水在澆注過程中會加劇二次氧化,會大大增加鑄件表面的夾渣缺陷,甚至可能造成氣孔缺陷。氧氣傳感器和氧氣分析儀可用于監(jiān)測氧濃度,確保用氧安全。下面工采網(wǎng)推薦一款可用于工業(yè)氧濃度檢測的元件儀器:
美國Southland PPM級氧氣傳感器 - TO2-1X,測量范圍為0-10PPM與0-10000PPM兩種;采用微型燃料電池傳感器技術(shù),具有高精度,長壽命等特性,廣泛應(yīng)用于空氣分離裝置,化工&石化過程,煉鋼等多種領(lǐng)域氧氣含量測試。
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