PowerPoint Presentation TS NGUYỄN NGỌC HÀ CHƯƠNG 1 TINH LUYỆN CHÂN KHÔNG (Vacuum Metallurgy, Vacuum Refinement) TS NGUYỄN NGỌC HÀ Nội dung 1 1 Mở đầu 1 2 Cơ sở lý thuyết quá trình tinh luyện chân khôn[.]
CHƯƠNG TINH LUYỆN CHÂN KHÔNG (Vacuum Metallurgy, Vacuum Refinement) TS NGUYỄN NGỌC Nội dung 1.1 Mở đầu 1.2 Cơ sở lý thuyết q trình tinh luyện chân khơng 1.3 Tinh luyện thiết bị chân không 1.4 Luyện thép lị hồ quang chân khơng 1.5 Luyện thép lị cảm ứng chân khơng TS NGUYỄN NGỌC 1.1 Mở đầu • Tinh luyện kim loại tác động chân không sử dụng phổ biến để sản xuất kim loại, hợp kim có chất lượng cao • Việc giảm áp suất bên kim loại lỏng ảnh hưởng đáng kể đến q trình hố lý có tham gia pha khí: khí khỏi kim loại lỏng, bay số kim loại màu, khử cacbon hydrô, loại trừ tạp phi kim, trình tương tác với vật liệu chịu lửa … TS NGUYỄN NGỌC 1.2 Cơ sở lý thuyết q trình tinh luyện chân khơng 1.2.1 Khử ơxy • • • • Khử ôxy kim loại mơi trường chân khơng thực nhiều phương pháp khác nhau: Khử cacbon Khử hydrô Khử chất khử lắng Khử cách hồn ngun tạp chất ơxit TS NGUYỄN NGỌC 1.2.1 Khử ơxy Khử ơxy cacbon • Phản ứng ơxy cacbon đóng vai trị quan trọng q trình tinh luyện chân khơng • Phản ứng khử ơxy cacbon: [C] + [O] = {CO} (1.1) K = pCO / (aC.aO) ⇒ aO = pCO / (K aC) (1.2) ⇒ Khi giảm pCO ⇒ aO giảm ⇒ hàm lượng ôxy kim loại giảm TS NGUYỄN NGỌC 1.2.1 Khử ơxy • Áp suất bọt khí CO xác định theo biểu thức: pCO= pa + γh + 2σ/r (1.3) đó: pa – áp suất khí γ - trọng lượng riêng kim loại lỏng h - chiều cao cột kim loại lỏng σ - sức căng bề mặt kim loại lỏng r – bán kính bọt khí CO TS NGUYỄN NGỌC 1.2.1 Khử ơxy • Mức độ tách bọt khí phụ thuộc vào: - Tính chất vật liệu chịu lửa - Chiều sâu nồi lị - Bán kính bọt khí • Tuy nhiên, dùng cacbon đơn khơng thể khử ơxy triệt để Do đó, chất khử lắng dùng bổ sung để khử ôxy triệt để TS NGUYỄN NGỌC 1.2.1 Khử ôxy Khử ôxy hydrơ • Phản ứng khử ơxy hydrơ: {H2}+ [O] = {H2O} (1.4) • Về mặt nhiệt động học, chân khơng hố khơng ảnh hưởng đến dịch chuyển cân phản ứng Tuy nhiên, nhờ chân không mà hàm lượng ôxy kim loại lỏng giảm đáng kể tách hồn tồn hydrơ khỏi kim loại lỏng • Phương pháp thường sử dụng để khử ôxy cho hợp kim chứa khơng chứa cacbon TS NGUYỄN NGỌC 1.2.1 Khử ôxy Khử ôxy chất khử lắng • Trong tinh luyện chân khơng, hiệu khử ôxy chất khử lắng tăng lên đáng kể khơng có khí ơxy hố • Đối với thép có hàm lượng cacbon trung bình cao, Mn Si không ảnh hưởng đáng kể đến việc giảm hàm lượng ơxy • Khi dùng nhơm để khử, hàm lượng ơxy giảm cịn 0,002% thép cacbon 0,004% hợp kim Fe-Cr TS NGUYỄN NGỌC 1.2.2 Sự hồn ngun tạp ơxit • Khi tinh luyện thép chân không, sau khử ôxy lắng, kim loại lỏng chứa lượng tạp ơxit định • Việc loại trừ tạp phi kim khỏi kim loại lỏng trình chân khơng hố biện pháp hiệu để tinh luyện thép, hợp kim khỏi hoà tan ôxy, đồng thời nâng cao tính chất chúng • Sau xem xét q trình hồn nguyên ôxit silic, ôxit mangan TS NGUYỄN NGỌC ... trình tinh luyện chân khơng 1.3 Tinh luyện thiết bị chân khơng 1.4 Luyện thép lị hồ quang chân khơng 1.5 Luyện thép lị cảm ứng chân khơng TS NGUYỄN NGỌC 1.1 Mở đầu • Tinh luyện kim loại tác động chân. .. ơxit • Khi tinh luyện thép chân không, sau khử ôxy lắng, kim loại lỏng chứa lượng tạp ôxit định • Việc loại trừ tạp phi kim khỏi kim loại lỏng q trình chân khơng hố biện pháp hiệu để tinh luyện thép,... Có nhiều phương pháp tinh luyện chân khơng ngồi lị • Trong phần này, trình bày phương pháp: - Chân khơng hố thùng rót - Chân khơng hố dịng nước thép - Chân khơng hố phần - Chân khơng hố tuần hồn