|
Бескоксовая металлургия железа - Кожевников И.Ю.Скачать (прямая ссылка):  Д79°7 = Д/& +Д/^1а = - 18 050 4- 17,09Г. (100) Уравнение свободной энергии реакции (98) может быть полу- чено путем более сложного термодинамического расчета. Учиты- 278 вая растворение кислорода и углерода, а также их взаимодействие в металле Crp = [C], Af?0i = 6350— 10,637; [226] (101) (FeO) = [0], AF°m= 28 900 — 12,57; [19] (102) [С] + [0] = СО, AF°W? = — 3480+ 10,27, [226] (103) имеем Дг°98 = Дг?9 - Дг?01 - Az°m - Дг?03 = - 9120 + 8,727. Значение теплового эффекта реакции (98) удовлетворительно согласуется с экспериментальными данными Л. А. Шварцмана, И. А. ."Томилина [[558], по которым тепловой эффект равен —14 000 кал/моль. Влияние содержания окислов железа в шлаке на распределе- ние серы четко проявилось для шлаков, содержащих 2,27— 2,96% FeO. В этом случае Ls достигает величин 10—25, т. е. значительно выше, чем для шлаков такой же основности, но с более высоким содержанием окислов железа. Таким образом, при использовании в процессе КШС восста- новителей с содержанием серы 0,25—0,48% в получаемом полу- продукте в среднем находится 0,057% серы, а при применении антрацита, содержащего 1,70—1,84% S, концентрация серы в ме- талле увеличивается до 0,190—0,260%. Только при применении двухстадийной схемы процесса КШС, которая позволяет в тех- нологическом потоке обрабатывать жидкий полупродукт синтети- ческими шлаками, окажется возможным использовать сернистые угли. Процессом КШС можно получить полупродукт с контроли- руемым содержанием углерода в пределах 0,04—1,35% и мароч- ную сталь. Науглероживание металлла можно производить вду- ванием воздухом порошка электродного боя или полукокса. Эта операция поддается регулировке, легко контролируется и протекает весьма быстро: скорость науглероживания составляет около 0,30—0,35% С в 1 мин. На печах садкой 35—160 т процесс науглероживания ме- талла порошками различных углей достаточно изучен и еще более эффективен [560—562 ]. При осуществлении процесса восстановления в основном желе- зистом шлаке кремний и марганец не восстанавливаются и их присутствие в металле определяется введением ферросплавов; кон- центрация остаточного хрома в металле обычно равна 0,03— 0,08%. Таким образом, при процессе КШС в одном агрегате происходит восстановление окислов железа руды, плавление металла и шлака, одновременно создаются условия для рафинирования металла. 279 Следует отметить особые условия взаимодействия шлака, металлической ванны, печной атмосферы и корольков жидкого металла в процессе КШС. Вследствие частичного раскисления шлака выделяющейся окисью углерода и сажистым углеродом на границе раздела газ- шлак создается восстановительная атмосфера, затрудняющая окисление закиси железа шлака печными газами: 2 (РеО) + 0,5О2 (СО,, Н,0) = (Ре203) -Ь {Н2СО>. (104) Одновременно при интенсивном перемешивании шлака ускоряются перенос окиси железа в шлаке и взаимодействие на границе ме- талл—шлак: (Ре203) + Ре(1К) = 3 (РеО). (105) Интенсивное перемешивание шлака и ванны стимулирует также развитие поверхностной реакции обезуглероживания ме- талла: [С] + (РеО) - СО + Реж (94) и, кроме того, способствует приближению реакции [С] + [О] = СО (106) к равновесию (рис. ПО). Итак, восстановительная газовая атмосфера над шлаком и ускорение поверхностной реакции обезуглероживания приводят к снижению общей окисленности металла до значений, весьма близких к значениям при достижении равновесия с углеродом. Иными словами, в данном случае «реализуется» окислитель- ный потенциал шлака (а(рео)), который вследствие восстанови- тельной атмосферы СО несколько ниже, чем при обычных усло- виях плавки в мартеновских печах. Так, при содержании углерода 0,2—0,4% концентрация кислорода в металле процесса КШС [го] 0,05 О 0,2 0,4 0.6 0,3 1,0 12 1,4 7,6 7,6 2,0 [%С] Рис, 110. Взаимосвязь между содержанием углерода и кисло- ' рода, растворенных в металле, в период восстановления про- ' ^ < цесса КШС: ...... - 1~ равновесие углерод — кислород; 2— содержание кислорода в ванне мартеновских печей >Л-г. ; ш изменяется в пределах 0,012—0,017%, в то время как для обычного мартеновского процесса она изменяется от 0,015 до 0,030%. Интенсивное выделение технологических газов из шлака прак- тически полностью исключает доступ печных газов к восстанавли- ваемому железу. В результате содержание азота в металле сни- жается до 0,0035—0,0077%, что ниже, чем в электростали обычной выплавки (0,0070—0,100%) и после электрошлакового пере-
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
