Файл: Фрумин Е.И. Нагрев стали в синтетических шлаках.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.06.2024

Просмотров: 69

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

анионов, а также более слабыми катионами К + за счет ка­ тионов Na"1".

Электростатически слабые катионы Кѵ + и комплексные анионы ZrFe~ вытесняются на поверхность расплава и их связи с ионами прилегающих слоев основной массы распла­ ва ослабевают — это и вызывает

 

/

 

понижение поверхностного натя­

 

 

 

жения. Отрицательный

ход пря­

1

 

 

мой

температурного

коэффици­

 

 

ента

поверхностного

натяжения

45гзо

 

 

3

 

свидетельствует о

том, что при

 

 

 

повышении температуры

диссо­

 

 

 

циация

комплексов не

происхо­

гго

 

 

дит; за счет теплового

расшире­

 

 

 

ния

увеличивается

расстояние

гю

 

 

между

катионами

и

 

анионами

800

900

 

 

 

 

 

 

 

 

700

ду ними ослабевает.

 

 

 

 

Температура, °C

 

 

 

Рис. 30. Зависимость

поверх­

На

рис. 30 показана

зависи­

ностного

натяжения

распла­

мость поверхностного натяжения

вов системы Na2 0 • 2 В г 0 3

расплавов

системы

 

Na2 0 •

K 3 Z r F e от

температуры.

 

• 2 В 2 0 3 — K2 ZrF6

в

 

интервале

 

 

 

 

температур 750—950° С (номера

кривых

соответствуют по­

рядковому номеру табл. 5).

 

 

 

 

 

 

 

Электропроводность

расплавленных

боратов.

 

Электро­

проводность и вязкость связаны между собой уравнением

Я"г) = const.

(5)

В табл. 6 приведены данные сопоставления значений вязкости борного ангидрида, вычисленных по уравнению

(5)при п — 1,2, с опытными данными.

К.А. Костанян исследовал электропроводность расплав­ ленных боратных стекол в зависимости от состава и темпера­ туры [39]. У стекол, содержащих одновременно два ще­ лочных иона, был обнаружен эффект, который К. А. Кос-


251
175
118
87
70
260
170
118
90
70
800
850
900
950
1000
по опыт­ ным дан­ ным
Темпера­ тура, °С
вычислен­ ная по уравнению
(5)
Вязкость борного ангидрида при различных температурах [32]
Вязкость, 113
Таблица
6

танян называет нейтрализационным, а другие авторы — полищелочным, заключающийся в резком снижении элек­ тропроводности стекла с образованием минимума на изо­ термах удельной электропроводности (максимумов на кри­ вых удельного сопротивления) при частичной замене одного щелочного окисла другим при постоянной их сумме. Это мо­ жет быть связано с повыше­ нием плотности упаковки ио­ нов, более плотным заполне­ нием пустот структуры. Если в натрий-калиевых стеклах при 950—1000° С эффект этот исчезает, то с увеличением разности размеров ионов (в литий-калиевых стеклах) по­ лищелочной эффект имеет большую величину и сохраня­ ется вплоть до высоких темпе­ ратур.

На рис. 31, 32 и 33 показа­ ны изотермы удельных сопро­

тивлений трех серий стекол: с концентрацией щелочных окислов R„0 12, 18—20 и 25—28 мол.%. Как видно из рисунков, с увеличением суммарной концентрации щелоч­ ных окислов наблюдается усиление полищелочного эффекта, при этом закономерности его не зависят от природы стеклообразующего окисла; установленные закономерности спра­ ведливы и для силикатных стекол.

В расплавленных стеклах системы Na2 0 — В,0 3 — Si02 основным фактором, определяющим величину электропро­ водности, является концентрация, иона натрия. Замена борного ангидрида кремнеземом мало влияет на величину

электропроводности

(рис. 34).

"

Теплосодержание

флюсов,

термоаналитические установ­

ки. Определение теплосодержания шлаков, исследование

41


р,ОН-СИ '60

Ht0,mXI2 9 6 3 0

0 3 6 5 I2W,M0A%

игО,но/і.%

 

О3 6 9 12 S 6 3 0

Na20xM0n.%

О 3 6 9 12 9 6 3 О

Рис. 31. Изотермы удельных сопротивлений стекол:

KjO +

Li„0 =

12 мол.% ; Na„0 + Li.,0 = 12 мол.%;

N a 2 0 +

К,0 =

12 мол.%."

fi, ом-см

ß,0H-CH

 

 

в00"С

и2о,№%о

б

іг

is

 

 

о

 

го кго,мопХ

12

6

О

JVûjO, мол.%

 

 

 

о

6

(2

18

Мг0,М0Л.Ѵ. IS

/2

6

О

 

 

20

10

о

Рис. 32. Изотермы

удельных сопротивлений стекол;

К 2 0 +

L i 2 0 = 18 мол.% ; Na2 0 + L i 2 0 = 18 мол.%;

Na2 0 +

К 2 0 = 20

мол.%.

Ne, о

игО,ми.% О

іо

го

г5

го

10

0

7

14

21

28

 

КгО,мол.°А

 

 

/УОгО,мол.%

Иг0, МОЛ.%

25

15

' 5

0

5

15

25

 

14

7

О

 

 

 

 

 

 

28

гі

Рис. 33. Изотермы удельных сопротивлений стекол;

К„0 -4-

+ L i 2 0 =

25 мол.%;

Na2 0 +

L i 2 0 = 25

 

мол.%;

Na"„0 +

 

 

 

 

 

 

+

К,0 =

28

мол.%.

реакций, происходящих при нагреве, изменение агрегатно­ го состояния систем, качественного и количественного со­ става достаточно полно можно исследовать на комплексных термоаналитических установках.

На рис. 35 показана схема такой установки французской фирмы «Сетарам». Навеска исследуемо­ го флюса помещается в тигель,ко­ торый насаживается на термопа­ ру. Термопара включена навстре-

Рис 34. Изотермы равныхпроводимо-

стеіі в системе Na„0

В,О,

— SiO„

при температуре

1000"С.

чу такой же термопаре, расположенной в центре другого тиг­ ля, помещенного рядом, заполненного веществом, не претер­ певающим структурных изменений при нагреве в исследуе­ мом диапазоне температур — А12 03 . В процессе -нагрева

43


N

И программирующем!/ ycmpoucmùy '

Измерение

температуры

Рис. 35. Схема прибора фирмы «Сетарам» для термогравиметри­ ческих исследовании:

/ — платиновые тиглн с исследуемым флюсом и инертным веществом (AljOj); 2 — корпус печя с водоохлаждаемыми крышками; 3 — подве­ ска; 4 — автоматические весы для непрерывного взвешивания; 5 — вольфрамовый нагреватель (работает в вакууме); 6 — керамическая трубка .

непрерывно измеряется температура, записывается изменение веса образца (т. е. тигля с навеской) и изменение его тепло­ содержания. Регистрирующее устройство установки запи­ сывает кривые термогравиметрического анализа (ТГА) и дифференциального термического анализа (ДТА). Ориги­ нальная конструкция печи позволяет осуществить нагрев по заданной программе на воздухе до 1800° С; вольфрамовый

Удаление шги • •

• lit,WUVUpujftV—с Рйсапйб—г

 

 

состояние

АН-шгоо

J

-

Ф/і»е50Яе,0,*50%І/Г

° ^ N ^ - ^ y ^

I

1

I

1-1

 

1.

I

1

I

О

200

400

600

 

ООО

 

1000 •

1200

 

 

 

 

 

 

Температура'С

Рис.

36. Кривые ДТА

для

шлака

АН-Ш200

и

флюса,

состоящего из 50%

В 2 0 3

+

50% KF .

нагреватель

при

этом работает

в

вакууме — нагрев идет

за счет излучения огнеупорной трубы. На установке возмож­ но производить анализ отходящих газов. На рис. 36 пред­

ставлены кривые ДТА для шлака АН-Ш200 (24%

Na2 Ô

+

+

2,5%

К 2 0 + 2,5%

Zr02 +

2%

F2 o 6 l u . + 4%

SiO,

+

+

65%

B2 Os ) и флюса

50% В 2 0 3

+

50% KF. Минимумы на

этих кривых соответствуют выделению тепла и обозначены знаком + , а максимумы —• поглощению тепла и обозначены знаком —. Из рассмотрения кривых ДТА видно, что после удаления влаги, которое практически заканчивается при

45