Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Сидельковская Ф.П. "Химия N-вннилпирролидона и его полимеров" ()

Райт П. "Полиуретановые эластомеры" (Высокомолекулярная химия)

Сеидов Н.М. "Новые синтетические каучуки на основе этилена и олефинов" (Высокомолекулярная химия)

Поляков А.В "Полиэтилен высокого давления. Научно-технические основы промышленного синтеза" (Высокомолекулярная химия)

Попова Л.А. "Производство карбамидного утеплителя заливочного типа" (Высокомолекулярная химия)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Металлургия -> Кожевников И.Ю. -> "Бескоксовая металлургия железа" -> 93

Бескоксовая металлургия железа - Кожевников И.Ю.

Кожевников И.Ю. Бескоксовая металлургия железа — Изд-во «Металлургия», 1970. — 336 c.
Скачать (прямая ссылка): kozhevnikov.djvu
Предыдущая << 1 .. 87 88 89 90 91 92 < 93 > 94 95 96 97 98 99 .. 149 >> Следующая

его снижается.
Итак, возникновение метастабильных равновесий при восста-
новлении окислов железа возможно как при применении тонко-
дисперсных препаратов, так и в результате появления мелко-
кристаллических продуктов. По данным Д. П. Добычина [527],
окисление активного железа водяным паром при 444° С приво-
ди
дило к стационарному состоянию системы Fe—О—Н при —— =
Риго
— 1875, в то время как константа равновесия реакции

4-Fe f н.,о = 4-рез°4 + н2 ;;


при этих температурах К =-- = 5. Следовательно, избыток

свободной энергии мелкокристаллического железа достигал ве-
личины

АгИзб = — 7^- 4,5751g-J^ = 11 260 калЦг-атом Fe).

Высокий уровень свободной энергии вещества, связанный
с его тонким измельчением, может приводить также к развитию
процесса рекристаллизации. В частности, Д. П. Добычин наблю-
дал аномально высокую величину упругости диссоциации карбо-
ната никеля в начале опыта, которая постепенно снижалась до
величин, соответствующих истинному равновесию [526].
Равновесный состав газа для реакции
FeO + СО = Fe + СОг
14 И. Ю. Кожевников 2°9
выраженный через величины изобарных потенциалов кристалли-
ческих фаз, можно представить следующим соотношением:

PC02 ?FeOo6 "Г 2FeOnoB 2Feo6 zFen0B "Г гСО " гС02
1g— =-____-. (71)

Из этого уравнения следует, что увеличение дисперсности за-
киси железа ведет к росту содержания С02, т. е. облегчает восста-
новление. При увеличении дисперсности железа, наоборот, будет
повышаться содержание СО в равновесной газовой фазе.
Аналогичная зависимость может быть получена для реакции
газификации твердого углерода

С + СО, - 2СО

Константу равновесия можно выразить соотношением


ё 1 ё РС02 4.575Г 4.575Г ^

или используя уравнение (69)


''со
.2 п (Л'сИобС + ос) + г" 0г - 2г» 0
(73)
С уменьшением размера кристаллов углерода величина -у— стс

возрастает, что приводит в итоге к обогащению газовой фазы
окисью углерода.
Дисперсный сажистый углерод (продукт распада СО) обладает
избыточным запасом свободной энергии и поэтому является
активным восстановителем. Однако следует иметь в виду, что
аморфный углерод термодинамически неустойчив и может само-
произвольно рекристаллизоваться [19]:

Сам (т-=1.8б) — > С, р,,ф, АЯ"98 = — 3640 кал/г-атом;

Ц|м (V =2,07) - > Сгр;,ф, А#298 = — 2470 кал/г-атом.
Таким образом, при тонком измельчении руды, угля и их сме-
шении улучшаются не только кинетические, но и термодинами-
ческие условия реакций прямого восстановления. В этих условиях
улучшается восстановимость окислов железа в результате повы-
шения равновесного содержания С02 и одновременно увеличи-
вается реакционная способность угля в результате роста СО в га-
зовой фазе.
Скорости реакций прямого восстановления окислов железа
при отсутствии градиента концентрации дисперсных реагентов
в рудно-топливных комках не лимитируются диффузионными
процессами, а определяются интенсивностью подвода тепла —
тепловым потоком.
210
Экспериментальные данные (рис. 71) подтверждают, что про-
должительность восстановления окатышей обратно пропорцио-
нальна температуре и их удельной поверхности, т. е. размеру.
Иными словами, удельный тепловой поток или количество тепла,
подводимого через единицу поверхности к единице объема окаты-
шей, определяет продолжительность их восстановления. В общем
виде эту зависимость можно представить уравнением
'"(4)
(74)
где
восстановления (до фср
продолжительность
' " 90%), мин;
,,,, ^ — температура, °С;
,,5 и V — поверхность и объем окатыша диаметром й, мм;
т' — продолжительность восстановления окатышей
критического размера, мин;
А, А' и п — коэффициенты.
Первый член уравнения (74) учитывает влияние температуры
и размера окатышей на продолжительность восстановления в
условиях, когда внутри окатышей возникает температурный гра-
диент (А/) и тепловой поток определяет истинную температуру
реакционного слоя /' *.
При критическом размере окатыша а" реакция прямого вос-
становления окислов железа протекает в изотермических условиях
по всему объему окатыша. В этих условиях продолжительность
процесса не зависит от размера окатышей и определяется зако-
нами химической кинетики.
При й = &, согласно уравнению (74),

' (75)
имеем
т = т =
60/Х
где К — константа скорости реак-
ции РеО + С = Ре + СО, сек~\
При восстановлении рудно-
угольных окатышей, являющихся
Предыдущая << 1 .. 87 88 89 90 91 92 < 93 > 94 95 96 97 98 99 .. 149 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама