Cimmerman (523120), страница 99
Текст из файла (страница 99)
Основная реакция [51]+2[0)-». -»-(5Ют) — ЛН. Кремний начинает окнслнтьсн во времн плавления железа н образует нерастворимый окисел 5Юг. Источники кислорола — ржавчина и окалина. Реакция окисления экзотермическан и начинаетсн уже при низких температурах. Б. Образование силнкатов железа (ЯОт) +2(ГеО)- (2ЕеО ЯОт). Часть силикатов плавится, другая часть находитсн в [5Ц+2(ЕеО) (5)Оа)+ + 2Ге» пря а»»»лы ссаерж»в»» Фо»4»»вл. »" для шлаке». »всы»а»авы» ШО» ванне в твердом состоянии.
Прн основном процессе производства стали пол действием имеющегосн в шлаке СаО они переходят в снликаты кальция, так как СаО проявляет большее сродство к ЯОь чем ГеО» (2ЕеО. ЯОа) + 2 (СлО)-~2 (СаО Х ХЯОа) + 2(ЕеО). Окисление кремния е мартеновском процессе.
Прн основном мартеновском процессе нежелательно высокое содержание Я (~~1% Я в чугуне), так как иначе необходимо увеличить количество добавляемой СаО. т. е. количество шлака и стоимость плавки. Окисление кремнил е дуговой лечи (см. мартенонский процесс). Окисление кремния е конверторах Имеет большое значение в начальный период продувки, так как низкая температура расплава и окисление Я позволяют экономить тепло. С другой стороны, высокое содержание Я имеет свои недостатки (см. мартеновский процесс). Выводы (см. 3.3.1.1, п.
д). Некоторые термодннамичесние данные и реакции окисления кремния приведены в табл. 162. 3,3 1.3. Поведение марганца Поведение Мл е расллоее железа. Атомные и ионные радиусы Ее и Мп почти одинаковы, поэтому они неограниченно растворимы друг в друге (образуют непрерывный ряд твердых растворов). Окисление и восстановление марганца А. Основная реакции, протекаахцая в период окисления: [Мп) + [О) — ° -(МпО) — ЛН. Возможны и следующие реанцни с Мп: окисление (ошлаковывание) марганца [Мп)+(ЕеО)чя(МпО)+[Ее] (реакция эк- теыверлтуряая »аз»с»ность азго, 28 300 (а . — 1О 6 (01 % д24' /дд юс Рнс. З.П уу к дд юю юс дд ю. агу 57 Р .ЗЛВ зотермическзя); равновесные реакции мелсду (МпО) н (РеО) с Кыв [Мп) = (МпО)/ /(РеО); зависят сг температуры; восстановление Мп и переход его' в расплав (МпО) + [Ре)~[Мп) + (РеО); [МпО) + +[Ее)се[Ми)+[ГеО] (реакции эндотермичеснвн).
Б. Температурная зависимость. Констан-. та равновесия (Кыя) зависит от температуры (рис. 3.17 [63]), при снижении температуры уснливаетсн окисление (ошлаковывание) Мп, в при повышении — восстановление и нэвтечение Мп. д 14й/ аа /Уж аю те Яйт /еггрврал(угу д //зелечгние Мл. Определнется коэффнплентвми распределения нлн ошлаковывэиня Мпс Ь (МПО)/[Мп]; ю)сни (Мп)/ /[Мп). Кроме того, константа равионеснн Кыв зависит от основности шлака. Влияет нв нее и степень раскисленин. Коэффициент извлечения Мп определяется кзн отношение: масса марганца, находящегося в рэсплане (кг), к массе марганца в шнхте (кг) (см.
рис. 3.18). Извлечение марганце зависит от слелующих факторов: содержания Мп в шнхте; количества н состава шлака; температуры д О В /г /д гд 24 2432 //агррацатп ашлиладмсаиив (Мп)/(Мгд ванны; формы, в которой вводится Мп. Поведение марганца в мартеновском процессе. А Условия ошлаковывания. Имеющийся в ванне углерод препятствует переходу Мп в шлак (рис. 3.19) [9]с 1 — равновесные со- д г]г д4 Рд йв .йд /г ]4 ГСЭа(МпБ% Рвс. 3.19 отношении кислорода и углерода; 2 в равновесные соотношения кислорода и марганца в системе Ре — Мп — О (равновесная концентрация Мп, характерная длн мартеновского процесса при 1550, 1600 и 1650'С— до 0.4 с/ю); 3 — Равновесное содержание кислорода в основных мартеновских шлаках; 4 — равновесное содержание кислорода в производственных плавках; 5 — равновесное соотношение кислорода и марганца в расплавах железа (основные шлаки).
Б. Раскисляющее действие. Если содержание С составляет 0,15 тю, то Мп в количестве 0,2 — 0,4 тю не оказывает раскисляющего действии. В. Извлечение Мп в основных печах 55 ю/ю. Поведение марганца в дуговых печах. Благодаря эффекту восстановленин извле. квется до 90 — 95 с/ю Мп. Поведение марганца з конверторном производстве А Роль Мп в процессе продувки.
Слишном высокое содержание Мп нежелательно, так квк вызывает усиление угара; уменьшает извлечении; снижает степень дефосфорацнн, особенно при низких концентрацннх Р. Б. Окисление Мп. Возможно в течение отдельных периодов продувки. В начале продувки (прн низкой температуре) равновесное (относительно Мп) содержание кисло. рода оказываетсн ниже, чем равновесное содержание его относительно углерода.
В конце периода продувки твкже создаютсн благоприятные условия окисления из-за низкого содержания углерода (рис. 3.20) [9). Нэ этом рисунке 1 — изотерма равновесии; 2 в изотерма равновесия по Эллиоту; 3 — содержание [О) при мартеновской плавке (длн сравнения); 4 — солержание [О) прн конверторном процессе (продувка глилнпл гзз Реакция ампо 12 760 18 [м цо) т [м [+[о) (м о) — 58 400+ 25,92Т 18 800 — 5,56 т ам о о.а [мп) ро', (м о) [Мп[! ЕеО[ [М )+ 0,5О,-(МпО) — 86 330 + 25,41 Т 6440 = — — 2,96 т — 29 500+ 13,47Т !01,% ([У (р,бг),% 40 гб 007 ЗЗ! [М [+(Р О) (МпО)+ + Ре сверху); 5 — содержание [О), находнщееся в равновесии с Мп.
Выводы (см. 3.3.1Л). Некоторые реакции н термодинамические характеристики приведены в табл. 163. 400г 07 4г 0400ЦВ! г 4 0010 [с],% рве З.Ю 3.3.1.4. Поведение фосфора Поведение Р в расллаее железа. Образование фосфндов железа (ГевР, Р~Р, РеР, РеР,). В системах Ре — Р— О в Ре — С вЂ” Р— О (с малым содержанием углерода) фосфор обычно слабо раскислен. ОсобоезначениеР в производстве стали определнется следующими факторами: — Р, как правило, нежелательная примесь; — дефосфорация всей шихты воаможна только в процессе выплавки стали; — Р служит источником тепла при томасовском н БОАС процессах. Источники фосфора в шихте.
1. Чугун: а) томасовский чугун содержит 1,7— 2,2 уе Р (для томасовского н БРАС процессов) ," б) передельный мартеновский чугун содержит О,!5 — 0,25 % Р (для плавки в подоных печах и конверторах )Л)). 2. Окисленная руда. 3. Ферросплавы. Реакции с участием фосфора. тенпервтурввв в«»венце«те А. Основная реакции. Экзотермическая. протекает в окислительный период плавки. Образующийся трифосфат растворим в шлаке: 2[Р] -1- 5[О[+ 3(рео) в~ (Зрео Х ХР»О») — АП.
Б. Исследование равновесия — рис. 3.21 [63). Распределение фосфата между расплавом Ре (при!600'С) и: 0 Р з м О007 О07 07 7 бу Р,'% а — чистым РеО-шлаком. В технике не применяется (высокие затраты тепла н большого количества шлака); б — Рео-шлаком, насыщенным известью. Эффективное удалеяие фосфора вплоть до низкого его содержании. При использовании известковых шлаков, содержащих РеО, дефосфорация протекает следующим образом: реакция 1 2[Р)+ +5[О)+(РеО)ве(ЗГеО Р»Ов); реакция 11 (ЗГеО.Р»Ов) + 4(СаО) ~ (4Сао-РвОв) Е + (Еео); суммарная реакция 2[Р)+5[О[+ + 4 (С во) вм (4Сво. РвОв).
а!чс ар,о,! 7( = (зависнт от темпервту[Р[ [О) асво ры). Требования к процессу дефосфорации. Понышение кислородного потенциала в шлаке и расилаве; высокая реакционная способность [Р) и СаО (активный шлак); суммарная реакция дефосфорацнн экзотермична, а с ростом температуры равновесие сдвигается в сторону повышения содержания Р, поэтому дефосфорацню проводит при низких температурах. Реакции с участием фосфора з мартеновском процессе А. «Ппзй-он-ргасисе» (метод скачивания шлака). Основнан 'мартеновская печь н рудный процесс.
Предварительная дефосфорация проходит при мэлоизвестковом шлаке уже в процессе залинки жидкого шлака (при этом происходит и ошлаковыаанне Я). Б. Основность. В основной мартеновской печи и при скрап-рудном процессе дефосфорацин частично осуществляетсн при плавлении шихты в начале окислительного периода (низкан темцература1). При основности 2,6 к концу процесса плавления остаточное содержание [Р) достигает -0,020 %. В. Скорость окисления фосфора.
Примерно равна скорости окисления углерода. Определнющий фактор — интенсивность подвода кислорода к границе раздела металл †шл. Необходимо присутствие высокоосновных гплаков (см. Б. Основность). П Вторичная фосфорация. Происходит при следующих условинхг повышение температуры (поэтому при дефосфорации поддерживают низкую температуру); добавление легирующих элементов (восстановление Р20з из шлака); снижение основ- ности за счет продуктов раскисления в процессе разливки при большом количестве шлака; уменьшение содержания РеО.
Реакции с участием 4юсфора в дузовыл печах Основная реакция протекает так же, как описано выше. Благоприятные условия длн удалении фосфора: высокий кислородный потенциал; высокая концентрации СаО; умеренная температура. Реакции с участием фосфора в конверторном процессе А. Содержание фосфора. При низких содержаниях фосфора в чугуне дефосфо- рация проходит так же. квк и в основной мартеновской печи.
При томасовском н (.ПАС процессах требуется шихта с высоким содержанием фосфора, так как экзотермический процесс окисления фосфора необходим для поддержания теплового баланса при продувке. Б. Кривые окисленин„В различных процессах ошлаковывание происходит по-разному. На рнс. 3.22 и 3.23 [63, ЗЦ сопостав- Враг(ессЮдд М,% дог В,дт и С,РЯ I ганассдснсет лржесс »(% Вдг д С, Р,5' )ге Ркс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
