Металлургия » Теоретические основы сталеплавильных процессов. » Общая физико-химическая характеристика сталеплавил » Механизм окисления примесей металла кислородом газовой фазы агрегата.

Механизм окисления примесей металла кислородом газовой фазы агрегата.

 (голосов: 1)
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.






окисления примесей кислородом газовой фазы агрегата заключается в том, что между газовой фазой и металлом имеется слой шлака, существенно ограничивающий прямое взаимодействие кислорода с металлом. Кислород в основном взаимодействует со шлаком, накапливаясь в виде оксидов железа, и эти оксиды железа взаимодействуют с примесями металла.
Схема передачи кислорода из газовой фазы в металл и уравнения основных химических реакций приведены на рис.10. Согласно этой схеме, следует различать пять стадий процесса: 1) окисление кислородом газовой фазы FeO до Fe2O3 на границе газ-шлак; 2) передача (диффузия) Fe2O3 на границу шлак-металл; 3) взаимодействие (восстановление) Fe2O3 до FeO железом металлической фазы; 4) растворение FeO (кислорода) в металле; 5) окисление примесей металла растворенным в металле кислородом и FeO шлака. Несмотря на указанную сложность механизма передачи кислорода, в конечном счете основные собственно химические реакции имеют две стадии: 1) окисление кислородом газовой фазы FeO до Fe2O3 на границе газ-шлак; 2) окисление примесей металла кислородом оксидов железа преимущественно на границе шлак-металл. Кроме реакций, приведенных на рис.10, небольшое развитие получает окисление примесей кислородом FeO в объеме шлака вследствие вовлечения в этот объем капель металла всплывающими пузырями СО. Некоторые капли металла достигают границы газ-шлак, где происходит прямое окисление металла кислородом газовой фазы, но оно в основном сводится к окислению железа и обогащению шлака оксидами железа. Под действием кислорода, растворенного в металле по реакции FeO[O] + [Fe], протекают вторичные реакции окисления примесей, прежде всего углерода, и на границе футеровка-металл.
Таким образом, существенное отличие процессов окисления примесей металла кислородом газовой фазы агрегата от процессов окисления кислородом дутья состоит в характере первой стадии (газообразный кислород взаимодействует не с железом, а с FeO) и сложности (многостадийности) доставки оксидов железа к основному месту реакции. Вследствие сложности доставки окислителя к месту реакции в подовых процессах скорости окисления примесей во много раз меньше, чем в конвертерах. Однако тепловые эффекты реакций окисления в этом случае максимальные, поскольку в реакцию вступает нагретый газообразный кислород.
Печать

РЕКЛАМА

Видео металлургия

Счетчики