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
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Металлургия -> Линчевский Б.В. -> "Металлургия черных металлов" -> 27

Металлургия черных металлов - Линчевский Б.В.

Линчевский Б.В., Соболевский А.Л., Кальменев А.А. Металлургия черных металлов: Учебник для техникумов — М.: Металлургия, 1986. — 360 c.
Скачать (прямая ссылка): chernye-metally.djvu
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 127 >> Следующая

71
10
те и в дутье. Восстановление оксидов железа водородом протекает при температуре >570°С по реакциям
ЗРе203 + Н2 = 2Ре304 + Н20 — 12890 Дж; (4)
Ре304 + Н2 = ЗРеО + Н20 + 77540 Дж; (5)
РеО 4- Н2 - Ре + Н20 + 24790 Дж; (6)
при температуре <570°С имеет место реакция
Ре304 = 4Н2 = ЗРе + 4Н20 + 149560 Дж. (7)
При этом только реакция (4) является экзотермической, остальные эндотермические. Сравнение восстановительной способности водорода и СО показывает, что до 810°С сродство к кислороду у водорода слабее, чем у СО, и он обладает меньшей восстановительной способностью, поэтому СО может взаимодействовать с водяным паром, образующимся при восстановлении, и суммарная реакция будет соответствовать уравнению (6):
РеЭ + Н2 = Ре + Н20 + Н20 + СО = Н2 + С02 РеО + СО = Ре + С02
При температурах >810° оксид углерода имеет меньшее химическое сродство к кислороду, чем водород. Однако взаимодействие водорода с С02 не получает развития, так как при 900—1000 °С водяной пар и диоксид углерода активно взаимодействует с углеродом, превращаясь в водород и оксид углерода. Водород в доменной печи принимает активное участие в восстановлении, являясь промежуточным реагентом или переносчиком кислорода от оксидов железа к оксиду углерода СО или к углероду. Содержание водорода в газе в начале и в конце процесса может и не изменяться.
К моменту завершения восстановления оксидов железа вещество агломерата находится еще в твердом виде. Оно становится все более пористым и ноздреватым, содержит уже значительное количество металла и принимает форму губки. Железо, содержащееся в губчатом продукте восстановения агломерата, еще не успело сплавиться с углеродом, марганцем, кремнием, серой и фосфором. Его зерна еще тесно перемешаны с частицами пустой породы, не претерпевшими химических и физических превращений. Поскольку температура плавления •чистого железа 1540°С, то после своего образования ме-
72
таллическос железо остается твердым и продолжает продвигаться с шихтой в нижнюю часть доменной печи— в зону более высоких температур. Степень восстановления железа достигает 99 %. Лишь 1 % железа переходит в шлак.
§ 6. Восстановление кремния и выплавка кремнистых чугунов
Кремний попадает в доменную печь либо в виде кремнезема Si02, либо в виде силикатов^ (соединений кремнезема с другими оксидами) в составе железной руды или агломерата, золы кокса, известяка. Кремний имеет сродство к кислороду значительно более высокое, чем железо, поэтому кремний восстанавливается по реакции прямого восстановления: Si02-f2C=Si + 2CO-f-+635 кДж, протекающей с поглощением тепла. В чистом виде такая реакция проходит при высоких температурах (~1500°С). Однако на практике в присутствии железа образуется силицид железа FeSi. Кремний выводится из сферы реакции. Равновесие реакции восстановления кремнезема сдвигается в правую сторону, т. е. в сторону образования кремния или силицидов, а сама реакция успешно протекает при значительно более низких температурах, например при 1050—1150 °С.
Для восстановления кремния необходимо увеличивать расход кокса, повышать температуру дутья, обогащать дутье кислородом, применять легковосстановимую железосодержащую шихту с тугоплавкой пустой породой, кремнезем которой равномерно распределен в массе оксидов железа. В доменной печи восстанавливается до 30 % кремния, остальное в виде Si02 переходит в шлак. При производстве высококремнистых чугунов необходимо стремиться к получению шлака с пониженным содержанием извести, так как СаО связывает кремнезем в прочные соединения (силикаты), которые с трудом поддаются восстановлению. Обычно содержание кремния -в передельных чугунах составляет 0,5—0,8 %, в литейных 0,7—3,8 %. При дефиците электрического ферросилиция в доменных печах иногда выплавляют бедный ферросилиций, содержащий 9—18 % кремния. Для этого в доменную печь приходится давать большое количество металлолома — до 450 кг на тонну сплава и значительно повышать долю кокса. В среднем на каждый процент
73
кремния в чугуне расход кокса достигает 1000—1300 кг/т. Из этих данных видно, что производство такого сплава в доменной печи малоэффективно.
§ 7. Восстановление марганца
и выплавка марганцовистых чугунов
Марганец в доменную печь попадает либо в составе агломерата в виде силикатов марганца MnO-SiCy, (MnO)2-Si02, либо с марганцевой или железной рудой, которые загружают в печь при выплавке чугуна с высоким содержанием марганца. Марганец в состав руд входит в виде оксидов Мп02, Мп203, Мп304. Высшие оксиды марганца довольно легко восстанавливаются доменными газами при умеренных температурах на колошнике доменной печи до МпО по следующим реакциям:
2Мп02 + СО = Мп203 + С02 — 227556 Дж; ЗМп203 + СО = 2Мп304 + С02 — 170270 Дж; Мп304 + СО = ЗМпО + С02 — 52080 Дж.
Эти реакции протекают с выделением большого доли-чества тепла. Процесс восстановления марганца из МпО по реакции МпО+С = Мп+СО+288288 Дж протекает •с поглощением тепла. В доменной печи возможно образование и карбида марганца: ЗМпО + 4С=Мп3С+ЗСО. В присутствии железа процесс восстановления марганца протекает при 1100—1300 °С. Большая часть марганца в виде силиката MnO-Si02 переходит в шлак, но благодаря наличию извести, стремящейся соединиться с кремнеземом, восстановление марганца из шлака углеродом возможно и протекает по реакции MnO-Si02+CaO-f-C = =Mn + CaO-Si02-f СО+229068 Дж. Степень восстановления марганца составляет при выплавке обычных чугунов ~50 %, а при выплавке марганцовистых ферросплавов 70 %• Марганец теряется частично в виде оксидов в шлаке, частично улетучивается с доменным газом. Для максимального извлечения марганца из шихтовых материалов необходимо обеспечивать дополнительных приход тепла в печь, для чего повышают расход кокса, температуру дутья. Применяют дутье, обогащенное кислородом, повышают содержание извести в шлаках. Содержание марганца в литейном чугуне 0,5—1,3 %, а в передельном 0,5—1,5 %• Содержание марганца в передельном чугуне зависит от содержания серы, поскольку марганец
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 127 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама