Азот відноситься до шкідливих домішок у сталі. Великий вміст азоту в сталі, що виплавляється в дугових сталеплавильних печах (ДСП), можна пояснити тим, що плавка в ДСП ведеться при великих значеннях температур (які як у мартенівських печах, так і в конверторах не досягаються) за рахунок використання тепла електричних дуг. Останнім часом збільшився попит на сталь, у зв'язку з чим зросла і потужність ДСП, отже, збільшився вміст азоту в сталі. У наш час до сталі пред'являються дуже жорсткі вимоги, тому що вона є одним із найважливіших матеріалів сучасної промисловості. Саме тому до видалення азоту зі сталі приділяють багато уваги, сил і часу. Усе це робиться для того, щоб поліпшити властивості виплавленої сталі.

На даному етапі моєї магістерської роботи був розглянутий вплив зневуглецювання сталі на видалення азоту з металу. Спочатку була теоретично розрахована швидкість видалення азоту з розплаву шляхом його масопереносу в газові пухирці, що утворюються в результаті окислювання вуглецю, що знаходиться в металі. Цей розрахунок проводився за допомогою наступного рівняння:

 ,                          (1)

де -кількість вилученого вуглецю (швидкість зневуглецювання), %/хв;

         -молекулярна маса вуглецю ( =12), г/моль;

 - молекулярна маса азота ( =28), г/моль;

-тиск над металом, атм;

-константа рівноваги реакції розчинення азоту в рідкому металі;

-поточний вміст азоту в металі через хвилину, %;

-початковий вміст азоту в металі, %.

Умови, при яких проводився даний розрахунок, були наступні: температура – 1600 ^оС; тиск – 1 атм; початковий вміст азоту в металі – 0,01%; швидкість зневуглецювання – від 0,01 до 0,15%/хв. Отримані результати обчислень приведені в таблиці 1.

Таблиця 1 – Результати теоретичних обчислень

Потім був зроблений аналіз практичних даних, що були узяті по пророблених плавках у електросталеплавильних цехах на Молдавському металургійному заводі (перше півріччя 2000 року) і Білоруському металургійному заводі (липень 2000 року). По цим практичним даним були обчислені зміни концентрацій вуглецю й азоту в металі, швидкості видалення вуглецю й азоту з розплаву. Графічна залежність швидкості деазотації від швидкості видалення вуглецю зображена на рис. 1.

Рис. 1 - Залежність швидкості видалення азоту від зміни швидкості видалення вуглецю

Для того, щоб візуально спостерігати, наскільки теоретичні розрахунки відрізняються від практичних даних, побудуємо графічні залежності швидкостей видалення азоту від зміни швидкостей видалення вуглецю фіксованих величин і результатів теоретичних обчислень.

Рис. 2 - Залежність десяткового логарифма швидкості видалення азоту від швидкості видалення вуглецю

Проаналізувавши результати обчислень і приведені рисунки можна зробити наступні висновки:

1. Зміна концентрації вуглецю не робить суттєвого впливу на зміну концентрації азоту;

2. Зміна швидкості зневуглецювання не робить суттєвого впливу на зміну швидкості деазотації металу;

3. Теоретичні дані, розраховані виходячи з рівняння (1) на порядок відрізняються від практичних.

Різницю між теоретичними і практичними значеннями можна пояснити впливом на вміст азоту в металі інших факторів, таких наприклад, як: «ефект накачування», продувка розплаву інертним газом, низький вміст азоту в шихтових матеріалах, більш висока температура плавки (у порівнянні з тієї, котру брали для теоретичних розрахунків), більш низьке парціальний тиск азоту в навколишній атмосфері та ін.

Як підсумок можна сказати, що видалення азоту зі сталі з пухирцями оксиду вуглецю показало низьку ефективність. Але все рівно, дана розбіжність між теоретичними і практичними даними викликає необхідність подальшого вивчення питання ефективності видалення азоту шляхом виносу його з пухирцями газу.