|
Бескоксовая металлургия железа - Кожевников И.Ю.Скачать (прямая ссылка):  уменьшением активности окислов железа. Уменьшение же общего давления р2 будет способствовать снижению температуры начала восстановления. Общая термодинамическая интерпретация процесса восстанов- ления окислов железа из окисного расплава твердым углеродом свидетельствует о необходимости использования возможно более богатых рудных материалов, но не позволяет однозначно без соответствующего анализа данных кинетики решать вопрос о целесообразности осуществления подобного процесса при давле- ниях менее атмосферного. По-видимому, техническое решение про- цесса в таких условиях встретит большие затруднения. Г. Мейер 1399], восстанавливая МпО древесным углем в те- чение 3 ч, обнаружил, что введенное в шихту железо содержало 0,07% Мп при 900° С и 3,21 % Мп при 1150° С. По данным Грин- вуда [401], температура начала прямого восстановления закиси марганца в присутствии железа снижается до 1050° С. Аналогич- ные данные приводит А. П. Любан [400]. Расчетным путем В. Г. Вла- сов [388] определил равновесные концентрации марганца в железе при различных температурах: г°, С..... 940 1000 1100 1150 [°6 Мп] . . . 0,33 0,77 3,02 8.09 Для восстановления МпО из окисного расплава при /?2 = = р?0 — 1 ат по реакции |(МпО) г- С(П)) = [Мп] + СО, (37) протекающей с образованием насыщенного углеродом железа при" водится [4021 следующее уравнение константы равновесия кЛ^ = ^Л±^ д- 7,34. (38) а(МпО) ' Однако отсутствие учета влияния углерода на коэффициент активности марганца свидетельствует о приближенном характере этой зависимости. Растворение кремния в железе также существенно увеличивает равновесное парциальное давление окиси углерода (табл. 21) и, следовательно, понижает температуры начала восстановления 5Ю2- Экспериментальные данные работы [393] для системы Б!—О—С — 132 Таблица 21 ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА РАВНОВЕСНОЕ ДАВЛЕНИЕ ОКИСИ УГЛЕРОДА В РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМАХ [393] Темпера-тура "С р^0, мм рт. ст.. в системах Б!—О—С Э!—О—С—Ге 1050 1100 1150 1200 1250 1300 3,9 9,0 20,0 44,5 22 33 65 118 1100 1300 1500 Теппература'С Рис 39 Влияние железа на достигаемую сте- пень восстановления кремнезема твердым угле- родом за 2 ч [397, 402] _Ие удовлетворительно описыва- ются уравнением 1е/,°со = --^ + 5,320, (39) из которого следует, что при /?„ — рьсо — 1 ат температура на- чала восстановления 5102 снижается до -~ 1450° С. Поданным Г. Щенка [403], давление р?0 = 1 ат достигается при 1400° С и содержании кремния в железе 0,57%. Из рис. 39 следует, что за одинаковый промежуток времени достигается значительно более высокая степень восстановления кремнезема твердым углеродом в присутствии железа и этот про- цесс получает развитие при относительно более низких темпе- ратурах. Аналогичные данные были получены также О. Мейером [404]. Путем термодинамических расчетов получено следующее урав- нение для определения р?0 при восстановлении кремнезема твер- дым углеродом с образованием растворов Ре—51 [390]: 5Ю2(Тв) + 2С = [51] + 2СО; (40) ^ К%\Ог. С (1773-1973» С) = Ы 0СО"[51] =----- 1,558 ^ Т + + 0,11 • 10-3Г + 0,038- 10-5Г2 + 3,423. (41) В случае восстановления БЮг (ТВ) углеродом, растворенным в жидком железе для вычисления равновесной концентрации крем- ния, можно использовать эмпирическую зависимость Крамарова— Резниковой [382]: 32000 , ,-гсс, , плос го- с;п ^42) щ[% ср 17,62 + 0,028[% Э!], которая справедлива для расплавов железа, содержащих 0,1 — 4% С и 0,1—6% ЭР й оо В реальных восстановительных процессах возникают оолее сложные ситуации при одновременном образовании металличес- 133 ких и-окисных растворов, что существенно усложняет его термо- динамическую оценку. Если в данных условиях процесса (ps, t) реакция МеО -f- С при образовании растворов реагентов и продуктов в термодинамическом отношении возможна (Az? <0), то полнота и интенсивность ее протекания в общем случае будут определяться при прочих равных условиях изменением величины равновесного парциального давления PcO+C02a(,MgO)g[C] Рсо+со, =---- (43) а[Ме] и соотношением между pz и Pco+co??-Можно лишь констатировать, что если соотношение активностей приводит к увеличению раз- личия между величинами рх и р"сол.сог ПРИ сохранении соотноше- ния pco+co?? /> Pz' то в первом приближении кинетические и термодинамические условия данной реакции предпочтительнее. Только в этом смысле можно оценивать влияние «термодинами-
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
