Durante o processo de liga, o rendimento dos elementos de liga não é fixo, mas relativamente estável dentro de uma faixa, e dentro dessa faixa, o rendimento dos elementos de liga pode ser alto ou baixo. Os principais fatores que afetam o rendimento são:
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Temperatura do aço fundido
À medida que a temperatura do aço fundido aumenta, a energia livre dos elementos de liga dissolvidos no aço fundido diminui, o que favorece a dissolução dos elementos de liga. A energia livre de formação de óxido dos elementos de liga que reagem com o oxigênio geralmente aumenta com o aumento da temperatura, ou seja, o aumento da temperatura não favorece a reação de oxidação de cada elemento de liga, mas reduz a perda de oxidação no gás do forno ou na poça do forno, aumentando assim o rendimento. No entanto, a situação do pó de silício usado para desoxidação indireta é exatamente o oposto. Isso ocorre porque, à medida que a temperatura aumenta, a capacidade de desoxidação do elemento enfraquece. Portanto, em temperaturas mais altas, a quantidade de pó de silício consumida para atingir o mesmo objetivo de desoxidação aumenta, o que reduz o rendimento do silício.
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Especificações e composição do aço
As especificações e a composição do aço afetam diretamente o rendimento dos elementos de liga. Por exemplo, o carbono determina o oxigênio no aço, tornando mais fácil desoxidar aços de alto carbono do que aços de baixo carbono. Quando a mesma quantidade de silício ou manganês é adicionada para desoxidação, a taxa de recuperação de silício ou manganês em aços de alto carbono é maior do que em aços de baixo carbono. Por exemplo, uma grande quantidade de Mn, Cr e Mo no aço fundido aumentará a taxa de recuperação de nitrogênio. Para elementos facilmente oxidáveis, como Al e Ti, quanto maior o teor do elemento na especificação do grau do aço, maior a taxa de recuperação.
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Estado físico e químico da escória
O estado físico e químico da escória também tem grande influência na taxa de recuperação dos elementos de liga, especialmente na viscosidade e basicidade da escória. Por exemplo, após a adição de alguns elementos de liga com densidade menor que a do aço fundido à poça de fusão, eles flutuam entre as interfaces do aço laminado. Se o bloco de liga for grande e a viscosidade da escória for muito alta, a dissolução rápida dos elementos de liga no aço fundido será desfavorável, o que causará maiores perdas por queima. Existem também alguns elementos de liga cuja afinidade com o oxigênio é maior que a do silício. Após serem adicionados ao forno, eles causarão a redução do silício na escória (SiO2), como alumínio ou titânio. No entanto, quando a basicidade da escória é alta, a atividade do (SiO2) na escória diminui e a redução do silício é baixa. Portanto, ao fundir aço de alumínio ou aço de titânio, para reduzir a perda de queima de alumínio ou titânio, melhorar o rendimento e controlar o grande aumento da quantidade de silício no aço fundido, toda ou parte da escória é frequentemente removida antes da adição de alumínio ou titânio, e escória com maior basicidade deve ser feita ao mesmo tempo.
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Propriedades físicas e químicas dos elementos de liga
Na poça de fusão, o rendimento dos elementos de liga está relacionado a várias propriedades físicas e químicas dos elementos, como a solubilidade dos elementos no aço fundido, a densidade e o ponto de fusão da liga, o ponto de ebulição dos elementos e a capacidade de desoxidação. No aço, embora essas propriedades tenham uma influência universal e abrangente no rendimento dos elementos de liga, para diferentes elementos de liga, apenas um ou dois fatores podem ser os principais. Sem considerar a influência de outros fatores, quanto maior a solubilidade do elemento de liga no aço fundido, maior o rendimento; e quanto mais fraca a solubilidade, menor o rendimento. Quanto maior a densidade da liga e do aço fundido; pelo contrário, o rendimento também é afetado. A influência do ponto de ebulição dos elementos é mais óbvia. Geralmente, os elementos que são gasosos na temperatura de fabricação do aço têm um rendimento geralmente baixo. Quanto maior a capacidade de desoxidação do elemento de liga, menor o rendimento; quanto mais fraca a capacidade de desoxidação, maior o rendimento; e os elementos sem capacidade de desoxidação apresentam maior rendimento.
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O grau de desoxidação do aço fundido
Quanto melhor for a desoxidação do aço fundido, menor será a perda por oxidação dos elementos de liga e maior será o rendimento.
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O tempo, o tamanho e o método de adição de elementos de liga
O tempo, o tamanho e o método de processamento da adição de elementos de liga também têm grande influência no rendimento. Se adicionados muito cedo, os elementos mais ativos e facilmente oxidáveis queimam mais rapidamente, resultando em baixo rendimento. O rendimento da adição de elementos de liga em blocos é maior do que o da adição de elementos de liga em pó. O rendimento dos elementos de liga adicionados ao aço, na superfície da escória ou no fluxo e na panela de aço é ligeiramente diferente.
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O nível de operação da siderúrgica
Os fabricantes de aço para fornos elétricos devem analisar situações específicas com base nos rendimentos fornecidos. Somente assim poderão controlar com precisão a composição química do aço fundido.
