Конвертерлік болат өндіру тәсілі

Кремнийдің тотығуы мен тотықсыздануы

жүктеу 6,83 Mb.

бет	12/40
Дата	14.05.2018
өлшемі	6,83 Mb.
	#12513

1 ... 8 9 10 11 12 13 14 15 ... 40

Марганецтің тотығуы мен тотықсыздануы.

Кремнийдің тотығуы мен тотықсыздануы. Кремний сұйық темірде жақсы еріп, жылу шығарады
Si[Si];

G⁰=

121400

1,2T (2.49)
Кремний – оңай тотығатын элемент. Балқыма барысында кремний түгелдей дерлік жақсы тотығып, үрдіске оң әсер етеді.

Кремний тотығады[4]:

1) газ фазасының оттегісімен
[Si]+O_2г= (SiO₂); ∆G⁰=

775670+198,0T; (2.50)
2) металл фазасында еріген оттегімен

[Si]+2[О]=(SiO₂);

G⁰= -541840+203T; (2.51)
lgK_si=lga₍SiO₂/ [Si][0]²=31000/T

12,5; (2.52)
3) қож фазасындағы темір оксидімен
[Si]+2(FeO)=(SiO₂)+2[Fe];

G⁰=

300000+98T (2.53)
lgK_si=lga₍SiO₂_/[Si]·=18360/T

6,68 (2.54)

Кремнийдің тотығу реакциясы экзотермиялық болғандықтан, жылу балансының кіріс бөлігі ұлғаяды. Мысалы, бессемерлік үрдісте жылуды ең көп беретін кремний.

Кремнезем қож түзілу үрдісінің маңызды бір компоненті. Кремнезем – күшті қышқылды тотық. Негізді қожды үрдісте түзілген кремнезем қождағы FeO және MnO оксидтерімен әрекеттесіп, олардың силикаттарын түзеді. СаО қожда еріп, қождың негізділігі жоғарылаған сайын, FeO темір силикатынан ығыстырылып, енді берік кальций силикаты түзіледі.

Балқыманы жоғарыдан оттегімен үрлегенде, үрдістің 5 минутында кремний түгелдей дерлік тотығады (қалдық кремний 0,01–0,02%–дай).

Бессемер үрдісінің қышқылды қожында кремнезем мөлшері жоғары (55–60%) әрі шеген қышқылды (SiO₂) болғандықтан, кремнийдің тотығуы аяғына дейін өтпей және температураның жоғарылауынан кремнийдің тотықсыздануы орын алып, металл фазасында 0,1–0,2% Si қалады.

Марганецтің тотығуы мен тотықсыздануы. Марганец қасиеті бойынша темірге жақын, темірде жақсы ериді, онымен идеалға жақын ерітінді түзеді.

Марганец – оңай тотығатын элемент, әсіресе онша жоғары емес температурада. Сондықтан марганец балқыманың бірінші жартысында жоғары жылдамдықпен тотығады. Жоғары температурада марганец тотықтарының ішінде ең берігі MnO.

Марганец тотығады[4]:

1) газ фазасының оттегісімен

[Mn]+ O_2г=(MnO); ∆G°=

361380+106,0T; (2.55)
2)металл фазасында еріген оттегімен
[Mn]+[O]=(MnO); ∆G°=

245000+109,0T; (2.56)
3)қождағы темір оксидтерімен

[Mn]+(FeO)=(MnO)+[Fe]; ∆G°= 124000+56,4T (2.57)

Марганецтің тотығу реакциялары экзотермиялық. Балқымадағы марганец мөлшері (2.57) реакция бойынша тепе–теңдік күйге жақындап, содан кейін тепе–теңдік күйінің (температура, қож құрамы) өзгеруіне қарай өзгереді.

Реакция константасы

(2.58)
Марганецтің қож бен металл фазалары арасында бөліну коэффиценті

(2.59)
Тепе – теңдік жағдайда, (2.59) теңдеуде көрсетілгендей, марганецтің толымды тотығып, қожға ауысуына температураның төмендігі, қождағы FeO мөлшерінің жоғарылауы және қож негізділігінің төмендеуі әсер етеді.

Үрдістің екінші жартысында балқыманың температурасы көтеріліп, қождағы FeO мөлшері төмендеп, қож фазасындағы MnO–ның тотықсыздануы орын алады. Бірақ балқыманың соңына қарай марганец қайтадан тотыға бастайды.

Қышқылды қожда марганец силикаты түзіліп, MnO–ның активтілігі, негізді қожға қарағанда, төмен. Сондықтан қышқылды бессемер үрдісінде марганец, негізді конвертерлік үрдіске қарағанда, толымдырақ тотығады.

жүктеу 6,83 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 8 9 10 11 12 13 14 15 ... 40