|
Бескоксовая металлургия железа - Кожевников И.Ю.Скачать (прямая ссылка):  процесса МеО -г С. Для процессов при высоких температурах, как правило, достижение величин рот нереально, а для низко- температурных в вакууме — нецелесообразно. В последнем слу- чае оптимальное давление приводит к низкой, хотя и макси- мальной в данных условиях скорости процесса. Для процессов типа МеО + С основное влияние на их скорость безусловно оказывает не общее давление, а тампература, состав металлической и окисной фаз, а также условия смешения реаген- тов и отвода продуктов реакции. Поэтому ниже рассматриваются только результаты исследований кинетики процесса прямого вос- становления окислов металлов при атмосферном давлении. Экспериментальных работ по кинетике восстановления окис- лов железа из рудных или шлаковых расплавов твердым углеро- дом выполнено крайне мало, что в первую очередь объясняется сложностью подобного эксперимента. Из наиболее ранних следует отметить работу Н. А. Торопова [412] и Л. И. Шушпанова [413]. В последней работе изучали ско- рость и полноту восстановления окислов железа твердым углеро- дом, из расплавленных доменных шлаков (2,94—19,28% РеО) 136 при 1400—1600° С. Однако принятая методика позволила устано- вить лишь качественные зависимости. Степень восстановления железа из расплава достигала величин порядка 74—95% и увели- чилась с повышением исходного содержания окислов железа. Отмечается, что одновременно с железом восстанавливается также кремний, причем степень восстановления кремния увеличивается с повышением температуры и продолжительности опыта, достигая 23,55% при 1600° С и выдержке 60 мин. В последнее время Г.'н. Ойкс и Ц. В. Рашев [357], изучая кинетику восстановления окислов железа из расплавленного марганцовистого шлака гра- фитом, установили положительное влияние повышения основ- ности и исходной концентрации закиси железа, а также интенсив- ности перемешивания расплавленного шлака на скорость восста- новления. Наибольший интерес представляют работы, посвященные ис- следованию кинетики восстановления расплавов чистых окислов железа твердым углеродом при температурах выше 1400° С. Т. Денси [414], используя средние участки кинетических кривых ср — т, наклон которых в первом приближении пропор- ционален константе скорости реакции (Ре„,0„) + [С], определил величины кажущейся энергии активации. Для реакции (РеО + -|- [С] величина ЕРе0, с = 43 100 ± 4300 кал/моль, а для реак- ции взаимодействия Ре304 с углеродом ?ре3о,,с — 37 300 ± ± 3700 кал!моль. По более совершенной методике* были определены 1379] кине- тические закономерности процесса РеО(ж) -]- С(1|!) при 1450— 1650° С. Скорость реакции па границе раздела фаз РеО—С можно вы- разить '"со = ^рсоЯрео-с. (52) Учитывая прямо пропорциональную зависимость между коли- чеством или парциальным давлением окиси углерода и количест- вом прореагированной закиси железа (<?0 — цх), уравнение (52) можно преобразовать ?(7 или после интегрирования ? = к2дх(д0-дх) ' . (53) 1ц-9т- - ¦ И - Ь. ¦: (54) Б <7о —<?т ' , * По изменению непрерывной функции давления пря восстановлении РеО(ж) в графитовом тигле специальной конструкции, препятствующем выбросам и потере реагента [416]. . . » - л\ 137 Полученные данные в координатах 1е ——--т укладываются <7о — Ях на прямые линии, по средним участкам которых (до ф — 80%) вычисляли величины константы скорости. Кажущаяся энергия активации реакции РеО(ж) + Ств равна ?Ре0| с = 38 200 ± ± 3800 кал/моль (рис. 40, кривая /). По конечным участкам пря- мых, что отражает превращение РеО(ж) + [С], величина ?ус0, [с] = = 33 900 кал/моль (рис. 40, прямая 2). В. Филбрук и Л. Киркбридж [415] установили, что скорость восстановления окислов железа углеродом, растворенным в чу- гуне, значительно выше, чем твердым углеродом. Сопоставление полученных величин константы скорости для конечных участков кинетических кривых с данными работы [414] показывает, что на завершающей стадии процесса восстановления закиси железа твердым углеродом участвует также углерод, растворенный в же- лезе. Поэтому на рис. 40 прямая 2 расположена выше, хотя ее наклон и, следовательно, величина ?Уео, с практически не изме- нились. Близость величин Ерео, с и Ес, со2 по абсолютной величине, а также влияние начального давления азота в системе на скорость восстановления (рис. 41) подтверждают, что процесс РеО -4- С осуществляется через газовую фазу, причем лимитирующим зве- ном является взаимодействие С -4-СО». Процесс восстановления железа твердым углеродом из желе- зистосиликатного расплава (РеО — ЭЮг) + С(гв) -> [Ре — Бг] + шлак 4- СО . ,• ;,
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
