Cimmerman (523120), страница 113
Текст из файла (страница 113)
2ШСЬ; Ш вЂ” трвдвивт+ЗА1вО, 2ЯО 3 Система РеΠ— А1,Ов Малые колнчесгва А!101 действуют на ГеО как флюс (рис 348) (9]. Это же имеет место в системе ГсΠ— Б !Оь Система РеΠ— ЗСаО.Р20ь Кальциофосаты стабильны и тугоплавки (рис. 3.49) 9]. Температура плавления С,Р при добавлении ГеО снижается ( 80%). Система РеΠ— Сарр При !400'С жидкий ГеО растворяет до 2/)о СаГа, .жидкий СаГз растворяет также -2 то ГеО. В широкой области составов растворимость отсутствует (рис. 3.50! [134] С'Р ЖР/ УРР / Р УР УР РР бР 9/ РР УР ВР РР УРР МпО 5101с% $102 Рво. 3.62 1 — двв расплава; Л вЂ” кркстобвлат+рвсплвв/ 1П— трвдвпит+рвсплвв; /у — МпО+рвсолвв; 1'— М,З+РВСПЛВВ; Р1 — МЗ+РВОПЛВВ/ И1 — МЗ+ШОМ/ ШП -МпО+НПЗ/ /д — М,З+МЗ' Р Р Гер УР гР 3)у 4Р РР РР 7Р РР РРМ39 Рпс. 363 Р СаО УР РР РУ бР РР РР 7Р РР РР Ге0 Рпс.
3.66 5!От ССа !тбл 16(йт ЗСаб 7(т 17 саб йу угг 0)т бгг уа ауугт Рао ЗДЕ 1 — ирисюбллат! П вЂ” трааамет Ю 3+Стй,. ЗбаОРэбт С!+3+С Р 40 бсб060 лгт "о 3+С+Сс + 1'о аа йр ой ЗгтСт 5+С Р Раб„10 гО Зр 40 я ЬП ур асг ж С об СаОс% Рис. Э.бт т — коасчамс шлаки ироцсссои ЕПАС и томлсовсиого; 8 — расллиэ сар, рис аьэ 20аб 310л Система А(тОт — ЯОт — рис. 351 [9!). Эвтектика при 6 ой А)тОт. А(уллит (ЗА1тО,.25!От) разлагается ниже температуры плавления. А1сО, 3!От в силлиманит. Система МпΠ— ЯО, — рнс.
3.52 [9). Имеет значение для кислого мартеновского процесса. Система РеО-МпΠ— ЯОт — рис. 3.53 9). Растворимость ЯО, в шлаках РеО— пО составляет -50 о)о (при !500— 1600 С). СаО н А!тОэ увеличивают растворимость до -60 0с. Выше 1700'С имеет место расслоение иа две фазы с различным содержанием ЯОь 5!Оз Система СеΠ— ГеΠ— Б(От. Область составов вблизи фаялнта имеет особенно большое значение при основном процессе производства стали, а также в цветной металлургии (рис.
3.54) [9). Линии АВ и СО ограничивают область однородных жидких шлаков при !600'С (изотермы). Имеются также более легкоплавкие шлаки с температурой плавления 1100 †)0'С. Пунктирные линии на диаграмме соответствуют конолэм между нахолящимися в равновесии фазами. Система СаΠ— А1тОт — ЯОт. Линни АВ и СОВ (рис. 3.55) [9) ограничивают область однородных шлаков при 1600'С (изотермы). В этой области располагаютса доменные шлаки. Наиболее легкоплавкие эвтектики: СБ+САБт+тридимит и СБ+САБэ+ +СэАБ.
Система СеΠ— СоГт 510,. СаРр — хороший флюс для известково-кремнистых шлаков (рис. 3.56) [9). Система СаΠ— РтОт — ГеОи (рис. 357) [54). !600'С, ро — — !О-' ат, изотермическое сечение. Обнаружены неснолько обла- (Р саб 1П Н лг 40 Уа аг угр ВП ДССау, Рис. Э.бб отей расслоения вяуврн гвмогеееого расплава, а также граница предельной растворнмостн твердой извести или 4СаО.Р»О» в расплаве.
Расположение областей разрыва смешнваемости н направления кокад указывает иа сильное отталнивание между растворенным ЗСаО Р,О» и ГеО. Вблизи областей несмешиваемости активность ГеО высока, а в окрестностях систем ГеΠ— Р»Ое и ГеΠ— СаО активность ыиже, хотя содержание ГеО остается неизменным. Такие шлаки имеют высокую реакционную способность (см. 3.5.5 известково-фосфатные шлаки).
Система Сарг — ГеΠ— 2СаО. ЗГО» Изо. термическое сечение (рис. 3.58) (бЗ] Область несмешиваемосп) двойной системы СаГг — ГеО замыкаегся ортосялнкатом (тройная система). 3.5.3. Структура ясидккх шлакск 3.5.3.1. Классические модельные представления а. Молекулярная теория Шенка. Отклонения свойств отделыаых компонентов от идеальных объясняются с помощью «свободных концентраций»: е', свободных оксидов= Те всех оксидов — е/д связы(ных оксидов. б. Кербер и Олсен вместо свободных концентраций ввели в рассмотрение термодинамические активности.
)(ктнвность равна молярной доле скисла; коэффициент активности. 3.5.3.2. Ионная теория Очень хорошо применима к расплавам солей и простым шлаковым системам. Применительно к системам металлургических шлаков требует дальнейшего уточнения. Основой этой теории являются представления о ионной природе расплавленных шлаков. Были найдены, например, следующие виды ионов: металлические катыоны, например Ге'+, Са'+; неметаллические анионы, иайример, Г, Ое, Зе —, комплексные анно.
ны, например (510»)е, (РО»)з . Ионная активность — ионная доля а Согласно Темкину: л+ л+ 1 катионе ' уу вЂ/ аняеяев' Здесь Х вЂ” ионная доля; ля ь — чысло грамм-ионов А+ на 100 г расплава. Рассматриваемый ион представляет собой сумму одноименно заряженных ионов. П р и м е р.
Бинарный шлак ГеΠ— ЗГО» ыоннзнруется иа: Ге'+; (510»)е-; Ое-. Отсюда следует: Х +з —— 1 или Х е + Ре (ЯО,) +х 25 — 140 б. Согласно Герасимов(о: =- л IХл конев' Правило Темкина. Молекулярное соединение АУ в расплаве ионизнруегся. Равновесие; АУ=А++ 1'-„ Связь между активностями молекул я ионов: пят=а„+ +а„ При полной ионизации в расплаве: а + —— я =Х +! а =Х Для соединения АУ имеем: а =Х + + +Х„ Лля соедиыеяия А»У имеем: Ел,у=ХА++ 2 +Х Это уравнение выражает нравыло Темкниа.
Такие растворы ие подчиняются законам Рауля и Генри. Существуют так называемые растворы второго рода, которые идеальны относительно имеющихся в них ионов, но не' являются идеальными по отношеншо к молекулярным составляющим (63 . аннан доля кислорода.
Имеет особое значение при металлургическом исследовании шлаковых систем; Х,, =л з Дл, +л„+л ). При определении л з (л — число молей о на !00 г или массовая доля, деленная на относительную мозекулярную массу) кислородные ионы могут вносить в расплав или извлекаться из него (образование анноиных комплексов). лов образуется из: "с о лсез++ "оз — ' мяо мз ++ о ЛШО, ' ОЕ "(З)о,)Ь вЂ” ' л +2л А!,Ое ОЗ (А!О,) Р,Ое + Оз (РО,) + Зл Число свободных ионов в расплаве: л, .3(лГеО+лСаО+лмлО+ + "МЯО) (2лэ(о, + Злл),о,+ ш)Р,О,). Критерий: если л — положительно, то суы(ествуег избыток ионов кислорода и соответственно основной шлак; если л, отрицательно, то нелосгаток ионов кислорода и соответственно кислый шлак.
Пример вычисления ионных долей в шлаке см. табл. 181 (03]. 386 р ИЭ о о о 11 о а 7 >с СО о о 11 + + 1 ьс зс 1 1 1 1 Я й о о М оо О юО о о !1 !! Л й ь й + + + Ф й 1 1 1 ! Ю И О Я Я ~ С4 о о $ ++++ Я Я Ф р сь 8 И о о о о о о о У В 1 о о В г с о о 0 й 1 б ай й о" о о,, о о о д м. Ф к кк кй о ЯТ Р.,*, $4 к Ю о о о !! + + Ь~ 3 о с о о 1! о й, Д ф~ 1 1 В Б о о 1! 11 о й х Ж о 1 1 Н ,Я и о 1 + ! о М к к Н к 3.5.4. Шлаки доменного процесса Составляющиео 35 — 40 % СаО; 28 — 40 %» ЯОо, 5 — 17% А!оОо и 2 — 13%» М80, кроме того, <10 % МпО; <1% РоОо; <1 % !)аоО; <2 '/о КоО; <1 % ГеО.
Осиовносттс р'=1 . 1,5. Количество шлака (зависит от содержания Ге в руде и флюса) составляет 300— 800 кг на 1 т чугуна. Свойства доменных шлаков а. Температура ликвидуса многокомпонентиых систем 1300 †13'С. б. Область доменных шлаков в системе СаΠ— 5!Ог — А1оОо покааана на рис. 3.59 [134) . шлак (способствует повышению выхода Мп). в. Удаление серы. Всиможно с помощью основного шлака. Распределение серы: [Ге5)лм(Ге5). Перевод серы (Ге5) в нерастворимый в чугуне и растворимый в шлаке сульфид Са5 с помощью СаО происходит в горне печи: (Ге5) + (СаО) ~(Са5) + (ГеО); (Ге5) + (СаО)-е(Са5) + (ГеО); (Ге5) + (СаО) + С-о.(Са5) + [Ге) + (СО) .
Равновесие реакции: К =ат а „, /а „, )агсло!', а1слз! /а!рез) Лучшему удалению серы способствует: повышение активности СаО; уменьшение содержания ГеО: повышение температуры. Степень удаления серы. Достигает в доменной печи 95% (переводится в шлак) при р')! и содержании менее 1 о/, ГеО. Эти благоприятные условия нарушаются, если количество шлака слишком мало; содержание серы в коксе слишком велико.
2еуй' Ойй 2дйй» иа рно. зев т — ляслмй доменный процесс: Ы вЂ” осип»лей ло- меимый шлак 25» в. Вязкость шлака При соотношении СаО: ЯОо. А1оОо=50: 40 о 30 и температуре 1500'С составляет -3 П, что соответствует хорошей текучести (если вязкость больше 25 П, то текучести нет). Образование шлака а. Предварительная стадия в шахте при Т<0000'С. Проходят реакции между еще твердыми минералами и пустой породой руды; образуются новые минералы. б.
Образование первичного шлака при Т)1000'С. Происходит местное плавлеиие легкоплавких соединений. Размягчение руды. Первичный шлак содержит большую долю ГеО. В горне первичный шлак растворяет СаО и волу кокса, образующуюся перед фурмами. Содержание ГеО снижается. Степень восстановления увеличивается. в. Конечный шлак Выпускаемый из печи шлак содержит менее 1% ГеО. Реакции а Восстановление 5! нз шихты. Условия восстановления ухудшаются, когда повышается основнссть и уменьшается активность ЯОь Восстановление 51 начинается при 1100'С. Основное количество Я поглощается из первичного шлака б.
Восстановление Мп из шихты. Актив' ность МпО в первичном (кислом) шлаке мала. Мп растворяется в Ге только тогда, когда образуется основной известковый 3.5.5. Шлаки в процессе производства стали а. Шлаки окислительного периода плав- ки. В зависимости от способа ведения ме- таллургического процесса (кислый или ос- новной) подразделяютсяо — Известково-силикатные шлаки. Пере- дел сырья с низким содержание Р, основ- ной процесс.
Состав: -48% СаО; -15— 20% 5!От! -10 — 14% ГеО 5 — 10 го МпО; р'=1,2 —:3,5. — Железисто-силикатные шлаки. Передел сырья с низким содержанием Р и 5, кис- лый процесс. Состав: -60% ЯО,; -15— 25% ГеО; 8 — 18% МпО; 3 — 15% СаО; р'<0,1. — Известково-фосфатные шлаки. Пере- дел сырья с высоким содержанием Р, ос- новной процесс.
Состав: 48 % СаО; 21 % РоОе; — 13% ГеО; р'=1,5еь2,7. б. Шлаки восстановительного периода (система СаΠ— СаГ,— ЯОо) подразделя— карбидные шлаки состава: 55 — 65 % СаО+М80; 18 — 20% ЯОо, 1Π— 15% СаГо, -2 е/, СаСо., — 1% ГеО; -1 % МоО. — белые шлаки состава: 55 — 65% СаО+ 4 М80 !5 — 20 % ЯОо! 5 — 10 % СаГо -1 % ГеО; -1,5% МпО. Онислительнал способность шлаков окис- литгльного пгриоди оказывает сильное влияние на ход реакций при окислении, за- висит от аиы>.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
