Zdroje kyslíka v systéme taviaci agregát – kontizliatok


Reoxidácia tekutej ocele

Čistota a kvalita produktu opúšťajúceho zariadenia pre nepretržité odlievanie ocele závisí v prvom rade od zamedzenia kontaktu tekutej ocele s vonkajšími zdrojmi kyslíka – reoxidácia kyslíkom z atmosféry a z trosky. Takto možno tento proces rozdeliť do niekoľkých etáp: odpich z výrobného agregátu, spracovanie kovu v panvovej peci, prelievanie kovu do medzipanvy, liatie do kryštalizátora. Proces reoxidácie v každej z týchto etáp vykazuje svoje charakteristické špecifiká, zahrnuté vo viacerých prácach do odpovedajúcich modelov absorpcie kyslíka z plynnej a troskovej fázy. Napr. pohlcovanie kyslíka kovom cez povrch prúdu ocele možno vyjadriť vzťahom:

OP = 0,518*106*pO2/Tg*(Dg4*/vg)1/6*(z/U0)1/2*1/psr0

kde: OP – množstvo pohlteného plynu, ppm
pO2 – parciálny tlak kyslíka v atmosfére, atm
Tg – teplota plynu, K
Dg – difúzny koeficient kyslíka v plyne, cm2/s
vg – kinematická viskozita plynu, cm2/s
z – výška liatia, cm
U0 – výtoková rýchlosť prúdu ocele, cm/s
ps – hustota ocele, g/cm3
r0 – polomer prúdu ocele, cm.

Ide o ilustráciu faktorov ovplyvňujúcich proces reoxidácie kovu. Obdobné vzťahy možno odvodiť pre prípad pohlcovania kyslíka prostredníctvom bubliniek plynu strhnutých do kovu počas odpichu, alebo vytekania kovu do medzipanvy, ako i pre prípad naplynenia kovu cez povrch ocele v panve. Za efektívne sa posudzuje vytváranie inertnej atmosféry suchým ľadom, prisadzovaným napr. do prázdnej panvy. Ak sú tieto premývané argónom, a ak je nad hladinou vytvorená inertná atmosféra, možno počítať s podstatne menším nakysličením kovu.

Obecne platí zásada práce s kovom vždy pod ochranou vytváranou buď plynnou fázou, buď keramikou, alebo troskami. V prípade reoxidácie troskami, najväčší vplyv majú transportné vlastnosti reagujúcich fáz. Ide tu o difúzne parametre, intenzitu miešania, veľkosť medzifázového povrchu, povrchové napätie, adhéziu a kohéziu ale tiež pozíciu k rovnovážnemu stavu, rozhodujúcu o smere vratných procesov. Panvová troska musí spĺňať nasledujúce funkcie:
- vďaka vytvoreniu kompaktnej tekutej oxidickej vrstvy chrániť kov pred absorpciou kyslíka a ďalších plynov
- asimilovať nekovové inklúzie z kovu
- mať vo vzťahu k oceli neoxidačný, skôr redukčný charakter
- mať desulfuračnú schopnosť
- neerodovať žiaruvzdorné materiály
- izolovať kov pred stratami tepla
- stabilizovať priebeh ohrevu kovu.
Tieto funkcie veľmi dobre plnia vápenato-hlinité trosky, charakterizované pomerne nízkou teplotou tavenia. Napr. trosky s obsahom 50 až 55 % CaO, 40 až 45 % Al2O3, 3 až 5 % SiO2.