【正文】 度見(jiàn)下表： 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 16 幾種液體的黏度比較 液體名稱 溫度 /℃ 黏度 / Pa?s 純鐵液 1600 鋼液（水） 1600 ～ 稀熔渣 1600 堿性正常渣 1600 ～ 稠熔渣 1600 松節(jié)油 25 輕機(jī)油 25 ～ 水 15 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 17 影響鋼液黏度因素主要是溫度和成分 。 這是由于溫度升高鋼液密度降低 、 原子間距離增大 、 相互吸引力減小 。 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 18 一般說(shuō)來(lái) 碳含量增加 ， 密度降低 、 黏度降低 。 因此 ， 一般在冶煉低碳鋼中 ， 溫度要控制得略高一些 。 碳含量對(duì)鋼液黏度的影響見(jiàn)下圖： 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 19 碳含量對(duì)鋼液黏度的影響 圖示：一般說(shuō)來(lái)碳含量增加 ， 密度降低 、 黏度降低（ ≥1550℃ ） 。 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 20 硅 、 錳 、 鎳 能使鋼的熔點(diǎn)降低 ， 所以含量增加 ， 鋼液黏度降低 ， 尤其含量很高時(shí) ， 降低更顯著 。 鋼液中非金屬夾雜物含量增加 ， 鋼液黏度增加 ， 流動(dòng)性變差 。 脫氧不良 ，鋼液流動(dòng)性一般不好 。 使鋼液表面產(chǎn)生自動(dòng)縮小的力稱為鋼液的表面張力 ，用符號(hào) σ表示 ， 單位為 N/m。 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 22 影響鋼液表面張力的因素很多 ， 主要有 溫度 、 成分及鋼液接觸物 ， 其中影響最大的還是鋼液成分 。 原因之一是溫度升高表面活性物質(zhì) ， 如 C、 O等的熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng) ，使鋼液表面 過(guò)剩濃度減小或濃度均勻化 ， 從而引起表面張力增大 。 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 23 成分影響 1550℃ 時(shí) ， 純鐵液的表面張力約為 ～ N/m。 如果溶質(zhì)元素的性質(zhì)與鐵相近 ， 則對(duì)純鐵液的 表面張力 影響較小 ， 反之則就較大 。 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 24 ? S、 O是很強(qiáng)的表面活性物質(zhì)，只要含有很少量的 S、O就能使鋼液的表面張力大大下降 。 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 25 ? Ni、 Co影響較小 ， 原因是與鐵的性質(zhì)相近； ? Mo加入鋼液后 ， 因產(chǎn)生一定的吸附作用 ， 所產(chǎn)生的影響微??； ? Mn 、 Si等元素有減小表面張力的傾向； 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 26 ? C 對(duì)鋼液表面張力的影響呈現(xiàn)出復(fù)雜的關(guān)系 ， 由于鋼的結(jié)構(gòu)和密度隨著碳含量的增加 而發(fā)生變化 ， 一般說(shuō)來(lái)碳含量增加 、 密度降低 、 表面張力降低 。 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 27 5）鋼的導(dǎo)熱能力 鋼的導(dǎo)熱能力可用 導(dǎo)熱系數(shù)或熱導(dǎo)率 來(lái)表示 ， 指在穩(wěn)定傳熱條件下 ， 1m厚的材料 ， 兩側(cè)表面的溫差為 1℃ ，在 1s內(nèi) ， 通過(guò) 1m2面積傳遞的熱量 ， 即當(dāng)體系內(nèi)維持單位溫度梯度時(shí) ， 在單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)單位面積的熱量 ， 鋼的導(dǎo)熱系數(shù)用符號(hào) λ表示 ， 導(dǎo)出單位為 W/（ m 影響鋼導(dǎo)熱系數(shù)的因素主要有鋼液的 成分 、 溫度 、組織 、 非金屬夾雜物含量及鋼中晶粒的細(xì)化程度等 。 各種元素對(duì)鋼的導(dǎo)熱能力影響的次序?yàn)椋?C、 Ni、Cr最大 ， Al、 Si、 Mn、 W次之 ， Zr最小 。 溫度影響 各種鋼的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變化規(guī)律不一樣 ，800℃ 以下碳鋼隨溫度的升高而下降 ， 800℃ 以上則略有升高 。 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 29 碳含量對(duì)鋼熱導(dǎo)率的影響 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 30 溫度對(duì)鋼熱導(dǎo)率的影響 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 31 鋼液的化學(xué)反應(yīng) 煉鋼是在高溫下 、 多相參加的復(fù)雜物理化學(xué)過(guò)程 ，如溫度在 1600～ 1700℃ 范圍 ， 氣 渣 鋼 耐火材料間進(jìn)行：熔化與凝固 、 分解與化合 、 溶解與析出及氧化與還原反應(yīng)等 。 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 32 硅錳氧化 煉鋼用的鋼鐵料含有硅 、 錳 ， 對(duì)成品鋼硅 、 錳的含量也有要求 。 爐料中的硅錳主要由鐵水 （ 生鐵 ） 、 廢鋼等帶入 ，在鋼中無(wú)限溶解 。 在一般碳素廢鋼中含 [Si] ％ ～ ％ ， [Mn] ％ ～ ％ 。 硅 、 錳氧化及影響硅錳氧化的因素分析如下： 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 34 （ 1）硅的氧化 1） [Si]+2[O] =（ SiO2） △ H= 542kJ/mol 或 [Si]+2（ FeO） =（ SiO2）＋ 2[Fe] + 2） 2（ CaO） +（ SiO2） =（ 2CaOSiO2） + 2[Fe] 分析：該反應(yīng)是在鋼中及 渣 鋼界面 上進(jìn)行的 ， 是放熱反應(yīng) ， 硅氧化產(chǎn)生大量的熱 ， 是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要熱源 。 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 35 （ 2） 錳的氧化 [Mn]+[O]=（ MnO） △ H= 244kJ/mol 或 /和 [Mn]+（ FeO） =（ MnO） ＋ [ Fe] 分析：該反應(yīng)是在鋼中及 渣 鋼界面 上進(jìn)行的 ， 是放熱反應(yīng) ， 錳氧化產(chǎn)生大量的熱 ， 也是轉(zhuǎn)爐煉鋼的熱源之一 。 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 36 鋼液中殘錳的作用 : 在煉鋼過(guò)程中 ， 應(yīng)盡量控制錳的氧化 ， 以提高鋼液中殘余錳量 ， 發(fā)揮殘錳的作用： ? 防止鋼水的過(guò)氧化 ， 或避免鋼水中含過(guò)多的過(guò)剩氧 ，以提高脫氧合金的收得率 ， 降低鋼中氧化物夾雜； ? 可作為鋼液溫度高低的標(biāo)志 ， 爐溫高有利于 （ MnO）錳的還原 ， 殘錳含量高； ? 鋼水中殘錳的存在 ， 減少 FeMn合金的用量 ， 提高了金屬及合金的收得率 。 都需要降低鋼中的碳 ， 利用碳 氧反應(yīng) （ C＋ O2 →CO） 這個(gè)手段 ， 達(dá)到以下目的或發(fā)揮以下作用 ——脫碳反應(yīng)的作用如下： 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 38 ? 降低鋼中的碳 （ 利用碳 氧反應(yīng)發(fā)揮以下作用 ） ； ? 攪動(dòng)熔池 、 加大渣 鋼界面 ， 加速反應(yīng) ， 均勻成分 、 溫度； ? 有利于去除鋼中氣體與夾雜； ? 放熱升溫 。 2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 39 2）脫碳反應(yīng)熱力學(xué) 脫碳反應(yīng)式及平衡常數(shù) 溶解在金屬液中的碳，一部分直接與氣體氧反應(yīng)， [C]＋ 1/2Ｏ 2 =CO，但大多數(shù)與溶解的氧反應(yīng)： [C]＋ [O] =CO △ H = kJ/mol 此反應(yīng)為一 放熱反應(yīng) ，反應(yīng)平衡常數(shù)為： ][%][% OfCfPKOCCOC ? 0lg ?? TK C2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 40 碳 氧關(guān)系 為分析 [C][O]的關(guān)系 ， 取 PCO＝ 1atm（ 105 Pa ≈ 100kPa） ， 而且因 [%C]（ ＜ 1%） 低時(shí) ， 活度系數(shù) fC、 fO均接近１ ， 此時(shí)平衡常數(shù)可寫(xiě)成下式： ][%][%1OCK C ?? ][%][% OfCfPKOCCOC ?2022/5/29 東北大學(xué) /閻立懿 41 在一定溫度、壓力下（碳氧平衡）， KC為一定值，令 m＝ [%C]當(dāng)T＝ 1600℃ 、 PCO＝１ atm時(shí)， KC ≈ 400， m≈（ ），即當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)， m為一常數(shù)，在坐標(biāo)中表現(xiàn)為一雙曲線，由此可以作 CO關(guān)系圖，即 碳氧平衡曲線 。 這就是在煉超低Ｃ鋼時(shí) ， 后期 （ 含碳量已經(jīng)很低時(shí) ） 供氧速度上不去 ，碳脫不下來(lái)的一個(gè)原因 。 ? 高氧化性 ， 加強(qiáng)供氧 ， 使 ［ ％ O］ 實(shí)際 ＞ ［ ％ Ｏ ］ 平衡 。 ? 降低 PCO ， 如充惰性氣體 （ AOD爐 ） ， 抽氣與真空處理（ VD、 VOD爐 ） 等均有利于脫碳反應(yīng) 。 它是借助