ما هو عملية إزالة الأكسجين من الفولاذ الكربوني؟

هذا هو متطلب عملية الصب، تمامًا مثل صناعة الفولاذ، أي إزالة الأكسجين. التفاعلات اللازمة لخفض محتوى الأكسجين في الفولاذ أثناء عمليات التصنيع والصب. إنها خطوة تقنية مهمة لضمان جودة القضبان الفولاذية والمواد الفولاذية. في السبيكة الفولاذية، يوجد الأكسجين إما في صورة مذابة () أو على شكل شوائب غير معدنية (MxOy). في عملية تصنيع الفولاذ بالأكسجين، مع انخفاض نسبة الشوائب، ترتفع نسبة المكونات في الفولاذ المنصهر. إذا تم إخراج الفولاذ غير المنزوع الأكسجين من الفرن وصبه، فإن الأكسجين المذاب في الفولاذ سيتفاعل مع الكربون أثناء عملية التبريد، مما يؤدي إلى تكوّن فقاعات CO وحدوث غليان ； تختلف خصائص الغازات المتكونة بشكل كبير حسب درجة الإزالة للأكسجين. الفولاذ المنزوع الأكسجين بشكل كامل، لا يحدث فيه تكوّن لغاز CO أثناء عملية التبريد، كما أنه لا يحدث فيه تفريغ للبخار، وبالتالي فإن سطحه هادئ، ولذلك يُسمى الفولاذ الهادئ ； في الصلب ذو المستوى المنخفض من الأكسجين، يحدث تفاعل بين الكربون والأكسجين أثناء عملية التبريد، مما يؤدي إلى تكوين غاز CO. ويظهر ذلك في شكل فوران واضح، وهذا ما يُعرف بالصلب المتفاعل ； الفولاذ شبه المخفض الأكسجين، بعد أن يتم تصلبه لفترة من الوقت، يتفاعل الأكسجين المتبقي مع الكربون مما يؤدي إلى حدوث غليان لفترة قصيرة، وهو ما يُعرف بالفولاذ شبه المهدئ. يوضح الشكل 1 نطاق محتوى الأكسجين في الفولاذ ذو درجات الإزالة المختلفة للأكسجين. كما يتضح من الشكل 1، فإن عملية إزالة الأكسجين من الفولاذ المغلي، أي الإزالة الخفيفة للأكسجين، تؤدي فقط إلى انخفاض طفيف في نسبة الأكسجين في الفولاذ، لكن هذه النسبة لا تزال أعلى من النسبة المطلوبة لتحقيق التوازن مع الكربون. إن إزالة الأكسجين من الفولاذ شبه المهدئ، أي الإزالة الجزئية للأكسجين، يمكن أن يجعل محتوى الأكسجين في الفولاذ يصل إلى مستوى التوازن مع محتوى الكربون، ولذلك يُطلق عليه أيضًا فولاذ التوازن. إزالة الأكسجين من الفولاذ المهدئ، أي إزالة الأكسجين بشكل كامل بحيث يصبح محتوى الأكسجين في الفولاذ **أقل من المستوى المتوازن مع الكربون. على الرغم من أن عملية إزالة الأكسجين من الصلب تقلل من نسبته، إلا أنه إذا لم يتم طرد منتجات إزالة الأكسجين وهي MxOy إلى الخارج، فإنها ستبقى في الصلب وتشكل شوائب غير معدنية، مما يؤثر على جودة الصلب ； لذلك، يجب التخلص من منتجات الإزالة قدر الإمكان أثناء عملية الإزالة. لذلك، فإن عملية إزالة الأكسجين تعني تقليل كمية الأكسجين الكلية في الفولاذ، أي ∑O (حيث ∑O = +OMxOy). لكن بغض النظر عن كيفية تطور وتحسين تقنيات تصنيع الفولاذ، فإنه يظل هناك دائمًا شوائب في الفولاذ. لذلك، يجب أيضًا التحكم في شكل وحجم وتوزيع الشوائب المتبقية أثناء عملية إزالة الأكسجين، من أجل ضمان خصائص الفولاذ المختلفة (انظر الشوائب غير المعدنية في الفولاذ).