Навигация

Ссылки друзей

    Прямоугольная профильная труба читайте здесь. . Декоративная сетка недорого, на сайте Завода Фрунзе
Металлургия » Теоретические основы сталеплавильных процессов.

Скорость окисления примесей металла.

Скорость окисления примесей металла.
Плавка стали в любом агрегате сопровождается большим числом разнообразных химических реакций, но наибольшее практическое значение имеют реакции окисления примесей металла во время его окислительного рафинирования.
Под скоростью окисления примесей металла понимают уменьшение их концентрации е единицу времени. Обычно принимают размерность скорости %/мин для конвертерных (высокоскоростных) процессов и %/ч для подовых процессов. Различают истинную и среднюю скорость окисления примесей.
Истинная скорость окисления примеси - это уменьшение ее концентрации за бесконечно малый отрезок времени или величина скорости в данный момент времени. Математически это понятие выражается так:
Скорость окисления примесей металла.
Подробнее

Механизм окисления примесей металла кислородом твердых окислителей

Механизм окисления примесей металла кислородом твердых окислителей
Механизм окисления примесей кислородом твердых окислителей наиболее прост. Этот процесс состоит в основном из двух стадий: 1) растворение Fe2O3 в шлаке с частичным окислением железа; 2) окисление примесей металла на границе шлак-металл кислородом оксидов железа (Fe2O3 и FeO) шлака. Часть твердых окислителей может непосредственно контактировать с металлом и могут протекать реакции Fe2O3(T) + 3[С] = 3{СО} + 2[Fe], Fe2O3(T) + 3[Mn] = 3(MnO) +2[Fe] и т. д., т. е. окисление части примесей носит одностадийный характер.
Для процессов окисления примесей кислородом твердых окислителей характерными являются низкие тепловые эффекты экзотермических реакций окисления примесей (Si, Mn, P и др.) и резкая эндотермичность реакции окисления углерода, поэтому скорости окисления чаще всего определяются не доставкой к месту реакции кислорода, а поступлением тепла.
Подробнее

Механизм окисления примесей металла кислородом газовой фазы агрегата.

Механизм окисления примесей металла кислородом газовой фазы агрегата.
Окисление примесей металла кислородом газовой фазы наблюдается в подовых агрегатах и получает самое большое развитие в мартеновских печах. В газовой фазе подовых агрегатов всегда содержится свободный кислород (обычно не менее 2-5%), поскольку он непрерывно вносится в рабочее пространство воздухом, подсасываемым через неплотности и подаваемым с некоторым избытком для сжигания топлива и выделяющегося из ванны СО (в мартеновских и двухванных печах). Кроме того, небольшую роль окислителя играют СO2 и Н2O, образующиеся в результате сжигания топлива и выделяющегося из ванны СО. Характерная особенность
Механизм окисления примесей металла кислородом газовой фазы агрегата.
Подробнее

Механизм окисления примесей металла кислородом дутья.

Механизм окисления примесей металла кислородом дутья.
Окисление примесей металла кислородом дутья в настоящее время является основным вариантом окислительного рафинирования, поскольку применение кислородного дутья способствует ускорению процессов рафинирования и повышению производительности агрегатов.
Кислородное дутье в ванну может подаваться как сверху, так и снизу. При верхней подаче обеспечивают такую кинетическую энергию (напор) струи кислорода, которая способствует его внедрению в объем металла на значительную глубину и непосредственному взаимодействию с металлом. В случае нижней подачи дутья непосредственное взаимодействие обеспечивается естественно. Следовательно, можно считать, что кислород дутья взаимодействует с металлом непосредственно. В этих условиях окисление имеет две стадии.
На первой стадии кислород дутья окисляет преимущественно железо по реакции [Fe] +1/2 {O2} = (FeO) и ту небольшую часть примесей, которая расположена на поверхности контакта фаз и на небольшой глубине от поверхности, по так называемым прямым реакциям: [С] + 1/2 {O2} = {СО}, [Si] + {O2} = (SiO2) и т.д. Это объясняется малой продолжительностью взаимодействия, в течение которого примеси, расположенные в глубинных частях металла, не успевают поступать в зону реакции (на границу металл - газ) и не обеспечивают защиту железа от окисления. Поверхностный слой металла практически состоит только из железа, для окисления которого имеются благоприятные термодинамические и кинетические условия: парциальное давление кислорода в газовой фазе на несколько порядков выше упругости диссоциации FeO, температура высокая (в зоне первичной реакции > 2000 °С) и железо находится в жидком, высокоактивном состоянии.
Образующийся в результате первичной реакции FeO частично растворяется в металле (FeO) = [Fe] + [О]), часть его остается на поверхности металла и образует шлаковую пленку, состоящую в основном из оксидов железа. Так завершается первая стадия взаимодействия.
Подробнее

Основы кинетики сталеплавильных процессов. Общие положения.

Основы кинетики сталеплавильных процессов. Общие положения.
Термодинамическая характеристика в определенной степени носит формальный характер, поскольку она позволяет оценить лишь начальное и конечное состояния процесса и полностью исключает учет возможных стадий (механизма) и времени (скорости) протекания его. Основной задачей кинетики является изучение протекания процесса (реакции) во времени, возможных его скоростей и основных стадий (механизма). Кинетическая характеристика очень сложна не только плавки стали в целом вследствие многочисленности частных процессов, но и отдельных частных процессов, прежде всего химических реакций, поскольку они являются гетерогенными и, следовательно, многостадийными. Имеющиеся в настоящее время теоретические данные позволяют дать преимущественно качественную оценку. Количественные данные для скоростей различных процессов носят эмпирический характер, так как получены главным образом экспериментально. Механизм протекания процессов (реакций) представляют всегда в виде различных моделей той или иной сложности, исходя из общих положений химической кинетики, обычно без надежной количественной характеристики каждой стадии.
Выявление механизма протекания различных процессов, т. е. установление возможных их стадий, очень важно для изучения сталеплавильных процессов, поскольку без такой информации трудно вмешиваться в ход процесса, регулировать его скорость. Скорость многостадийного процесса в целом vΣ зависит от скоростей протекания каждой стадии v1, v2, v3, ..., v. и обычно описывают уравнением
Основы кинетики сталеплавильных процессов. Общие положения.
Подробнее

Остаточное содержание газов.

Остаточное содержание газов.
Газами, остаточное содержание которых в готовой стали обычно ограничивают, являются водород и азот. Их поведение в сталеплавильных процессах характеризуется тем, что они при взаимодействии с металлом могут находиться в газовой фазе и без образования оксида, т.е. может протекать процесс
Остаточное содержание газов.
Подробнее

Остаточное содержание примесей, оксиды которых переходят в газовую фазу.

Остаточное содержание примесей, оксиды которых переходят в газовую фазу.
Как подчеркивалось в предыдущих статьях, рассматриваемого типа реакции в реальных сталеплавильных агрегатах обычно не достигают состояния равновесия, поэтому определение равновесного содержания примесей в металле представляет интерес только в смысле выяснения возможного предела протекания процесса. Уравнение и константу равновесия реакции окисления примеси, оксид которой переходит в газовую фазу, можно представить так:
Остаточное содержание примесей, оксиды которых переходят в газовую фазу.
Подробнее

Остаточное содержание примесей, оксиды которых растворяются в шлаке.

Остаточное содержание примесей, оксиды которых растворяются в шлаке.
Реакцию в этом случае можно представить уравнением
Остаточное содержание примесей, оксиды которых растворяются в шлаке.


где (ЕmОn) характеризует случай не только простого растворения (смешения), но и растворения с образованием тех или иных соединений между рассматриваемым оксидом и другими компонентами шлака. Константа равновесия для этой реакции определяется выражением
Остаточное содержание примесей, оксиды которых растворяются в шлаке.
Подробнее

Остаточное содержание примесей, оксиды которых образуют самостоятельную конденсированную фазу. Часть 1

Остаточное содержание примесей, оксиды которых образуют самостоятельную конденсированную фазу.
Окисление примесей металла с выделением продукта реакции в виде самостоятельной конденсированной фазы возможно только тогда, когда рассматриваемый элемент является единственной примесью железа, и плавку ведут в нейтральном и высокоогнеупорном тигле или когда реакция протекает в объеме металла и продукты ее не контактируют с футеровкой, например при осаждающем раскислении. Можно считать, что эти реакции протекают в идеализированных условиях.
Все оксиды в условиях контакта с жидким железом, содержащим кислород, могут иметь более или менее постоянный состав только в твердом состоянии, так как в жидком состоянии они, растворяя оксиды железа, образуют шлаковую фазу переменного состава. Соединения с FeO оксидов окисляющихся элементов могут образовать самостоятельную фазу более или менее постоянного состава тоже лишь тогда, когда эти соединения выделяются в твердом состоянии.
Окисление элементов с выделением продуктов реакции в самостоятельную фазу в общем виде можно представить уравнениями:
Остаточное содержание примесей, оксиды которых   образуют самостоятельную конденсированную фазу. Часть 1
Подробнее

Остаточное содержание примесей, оксиды которых образуют самостоятельную конденсированную фазу. Часть 2

Остаточное содержание примесей, оксиды которых образуют самостоятельную конденсированную фазу. Часть 2




Как видно из рис, при протекании реакций с выделением твердых оксидов, если содержание кислорода в металле соответствует высокой концентрации углерода, возможно окисление только титана и кремния, а другие элементы не будут окисляться, причем лишь реакция окисления титана будет идти до незначительных остаточных концентраций элемента, а реакция окисления кремния прекратится при остаточном содержании ~ 0,3%. Окисление фосфора, ванадия, марганца и хрома будет наблюдаться лишь при содержаниях кислорода, соответствующих низкой концентрации углерода. При этом только фосфор будет окисляться до низких остаточных концентраций, а остаточное содержание хрома будет составлять > 0,5%, но при достижении [0]mах остаточное содержание хрома может снизиться до < 0,1%.
Подробнее
←  вернутся 1 2 дальше →

РЕКЛАМА

Видео металлургия

Счетчики