КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Общие требования для дефосфорации1. Низкие температуры 2. Высокая основность шлака 3. Оптимальное содержание оксидов железа (шлак д.б. окислителен) =>дефосфор. пров. в нач. период плавки .
Укажите и поясните, при каких условиях обеспечивается наиболее полная десульфурация стали шлаком. В каких металлургических агрегатах проводится, в основном, десульфурация жидкой стали? (см. лекции Климов 126-128) (344-356) Попель Сера является обычно вредной примесью металла, поэтому ее стремятся удалить на всех стадиях металлургического производства. В отличие от большинства примесей железа переход серы из металла в шлак является процессом восстановления, а не окисления, поэтому для успешной десульфурации металла необходимы восстановительные условия — малое содержание оксидов железа в шлаке, присутствие в металле элементов-восстановителей с большим химическим сродством к кислороду (углерода, кремния, марганца и т.д.). Активность серы в жидкой стали зависит от состава расплава. Такие примеси, как углерод, кремний, повышают активность серы в жидком расплаве. Чем выше в шлаке активность СаО и ниже активности FeO и серы, тем меньше остается серы в металле. Практически сера, перешедшая из металла в основной шлак, обратно из шлака в металл не переходит (если шлак имеет достаточную основность). В кислых шлаках активность СаО ничтожно мала и в них сера из металла не переходит. Повысить степень десульфурации (увеличить отношение (S)/[S] можно двумя способами: повышением основности шлака и понижением его окисленности. В связи е этим десульфурация чугуна, содержащего большое количество углерода и кремния, при прочих равных условиях происходит легче, чем десульфурация обычной стали. Десульфурацию в основном проводят в Электро-дуговых печах. Восстановительный период Успешно идет десульфурация, поскольку условия для ее протекания более благоприятные, чем в других сталеплавильных агрегатах. Хорошая десульфурация объясняется высокой основностью шлака восстановительного периода и низким содержанием FeO в шлаке, обеспечивающим сдвиг равновесия реакции десульфурации [FeS] + (CaO) = (CaS) + (FeO) вправо (в сторону более полного перехода серы в шлак). Коэффициент распределения серы в восстановительный период составляет 20-50 и может доходить до 60.
(S2-) – 2e = анод. φ S = φS0 + 2e + (O2-) катод. φ 0 = φ00 + ln (Fe2+) + 2e = катод. φ 0 = φFe0 + ln φ 0 = φ S = φ
φS0 + ln = φ00 + ln
ln =
ln £S = f(T)
На практике нужны не активности а концентрации. £’S =
+ (O2-) = (S2-) + £S = = f(T)
£’S = = £S *
Задача- увеличить £’S, , R↑, R= CaO – увеличивается для повышения активности. При использовании специальных составов шлаков £S ' ↑ до 100-300 что бы уменьшить [%0] необходимо раскисление - глубокое γs 2- ↓ Ca2+ ↑Mg2+ ↑+ Na+ [S]+2e = (S2-) – катодный [Fe]-2e = (Fe2+) – анодный φs = φFe T↑ £S↑ Т.к. < =>Для улучшения десульфур. t0 надо повышать надо - уменьшить концентрацию. (£-коэффициент распределения, £p'-показатель распределения) Требования к десульфации Me:
Десульфурация проводится в конце плавки, при повышенных температурах.
Агрегаты : -в печи – в восстановительном периоде в конце плавке -ковш -печь ковш – при наводе нового шлака, где нет серы, температуры снижать нельзя. -при выпуске металла из печи, брали отдельно шлак, плавили, и металл выливали в шлак (очень дорого) - Электрошлаковая печь , где электрод очень медленно плавится в слое жидкого шлака(АНФ-6)
49. Поясните механизм переноса кислорода из газовой фазы через шлак в металл в процессе обезуглероживания жидкой стали. Как можно выявить лимитирующие стадии процесса? (см. лекции Климов 96-101) Раскисление – удаление избыточного кислорода из металла. Виды раскисления: 1)Вакуумирование металла. - Помещаем ме в условие разряженных газов. Оно приводит к сдвижению равновесий реакции обезуглероживания в прямом направлении, выделяются CO, O2↓(кипение стали). Сам кислород переходит в газовую фазу и удаляется. - Продувка инертным газом (Ar) металлов (это равнозначно вакуумированию) 2) Диффузионное раскисление. Для этого надо слой металла покрыть слоем шлака с пониженной активностью О2. Такой шлак не должен содержать оксидов железа, и быть с пониженной основностью (кислый шлак) «-»кислый шлак не способствует десульфурации; процесс идет в диффузионном режиме и очень медленно, требуется поддерживать тепло в системе длительное время. SiO2 снижает основность шлака. Чтобы понизить активность кислорода в шлаке добавляем плавиковый шпат CaF2. NF-↑, NO2-↓, NS2-↓ «-»F летучий, очень вредный для здоровья. 3)Осаждающее раскисление. Введение в металл элементов, имеющих большее сродство к кислороду, чем углерод. Образовавшийся оксид, отдельная фаза, которая удаляется из металла, удаляется путем всплывания и ассимиляции шлака. Протекание процесса позволяет определить равновесное содержание кислорода. Раскислительная способность выше у того элемента, которое обеспечивает более низкое равновесное содержание кислорода. [%Me] =1% ; ; ; ∆G<<0 (нормальное сродство элемента к кислороду); |∆G|>>0. Образовавшийся оксид, отдельная фаза, которая удаляется из металла, удаляется путем всплывания и ассимиляции шлака. Протекание процесса позволяет определить равновесное содержание кислорода. Раскислительная способность выше у того элемента, которое обеспечивает более низкое равновесное содержание кислорода. [%Me] =1% ; ; ; ∆G<<0 (нормальное сродство элемента к кислороду); |∆G|>>0.
|