ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.11.2024
Просмотров: 44
Скачиваний: 0
|
|
|
|
7960 |
1,77; |
|||
|
[С] + 1/2О2 = СО- |
|
|
|||||
|
|
рсорн, |
|
19 830 + 12,67; |
||||
lg Кс = Ig- ICr’í’co/Wo! |
|
|||||||
|
|
|
|
|||||
|
[Fe] + СО2 = (FeO) + СО - |
8430 |
|
1,83; |
||||
|
|
|
||||||
|
[Fe] + Н2О = (FeO) + Н2 + |
7226 |
|
- 0,206; |
||||
|
|
|
||||||
|
[Fe] + l/2O¡¡ = (FeO) |
5924 |
■3,251; |
|||||
|
|
|
||||||
|
|
aFeOPCOPH, |
|
7128 |
+ 4,775; |
|||
|
lg KFe = lg p |
p |
P0'5 |
|
T |
|
||
|
|
ГСО/ H2OrO, |
|
|
|
|
||
|
[Mn] + CO2 = (MnO) + CO + |
4110 |
|
-1,03; |
||||
|
T |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[Mn] + l/2O2 |
= (MnO) + |
18 800 |
■ |
4,563; |
|||
|
|
|
||||||
|
[Mn] + H2O = (MnO) + H2 + |
5240 |
— 2,936; |
|||||
|
T |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lg*Mn = |
4поРсоРН |
|
28 150 — 8,529; |
|||||
|
|
[Мг+Рсо/н.о^о,5 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
2 [Сг] + 3/2O¡¡ = (Сг2О3) + |
97 270 |
|
|
||||
|
+, ■ - 38,956; |
|||||||
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
2 [Cr] + ЗСО2 (Сг2О3) + ЗСО |
|
58 580 |
— 27,69; |
||||
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
2 [Сг] + ЗН2О = (Сг2О3) + ЗН2 + |
63 110 |
32,79; |
||||||
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
1„ ts |
i~ |
„3 |
пЗ |
рЗ |
, |
218 960 |
||
^Cr2O;, |
СО |
Н, |
||||||
g |
& “ g |
ГСП«/’3 |
Р3 |
~ + |
|
|
99,436. |
|
1СГ1 ксо,ґн/уо,
10
Здесь значения lg/<¡ взяты или вычислены по данным,
приведенным в работе В, И. Явойского [27 ].
Суммарная реакция взаимодействия фаз при продувке металла факелом имеет вид
[С] + 2 [Сг] + [Мп] + [Fe] + 2СО2 + 2Н2О + О2 =
= (Сг2О3) + (МпО) + (FeO) + ЗСО + 2Н2.
Константа равновесия такой реакции, равная произве дению констант равновесия приведенных элементарных реакций, выражается уравнением
lg ^2 — lg Кс + ‘g ^Мп + 'S %Fe + lg ^Cr + lg |
= |
||||
PCOPH2aFeOaMnOaCr2O2 |
|
+ 73 372 |
30,17. |
(1) |
|
= lg |
|
T |
|||
[C] [Mn][Cr]2p2oP2HjOPO2 |
|
|
|
||
Уравнение (1) характеризует лишь взаимосвязь |
в |
со |
|||
стоянии термодинамического |
равновесия металла, |
шлака |
|||
и газовой фазы при факельной продувке. |
|
|
|
||
Вычисление равновесных |
концентраций элементов ме |
||||
талла при факельной продувке может быть выполнено с помощью уравнений, характеризующих равновесие реак ций типа
п[Ме]+щ[О] = (МелОт); |
“ме О |
lgK = lg-^- = (2) |
|
|
аМеаО |
+ я - ~дг |
|
~ Т |
4.575Т • |
Растворение кислорода в металле происходит в результате взаимодействия последнего с газовой фазой по реакциям
1/2О2 = [OJ; |
6100 |
lgK= __+0,1215; |
|
|
8316 |
СО2 = [О] + СО; lg К =------ — + 4,53; |
|
Н2О = [О] + Н2; |
7050 |
lg К =------ — + 3,32. |
|
Суммарная реакция, характеризующая переход кис лорода из газовой фазы в металл, имеет вид
1/2О2 + СО2 + Н2О = 3 [О] + СО + Н2; lg Kz =
= --^ + 7,9715.
11
Отсюда равновесная концентрация кислорода в металле,
определяемая составом газовой фазы,
lg ІО] = |
3087 |
+ 2,9905 + |
1 |
, |
рсо2рн2о^о* |
|
Т |
|
3 |
g |
Wh, |
Приведенные выше схемы взаимодействия газовой фазы с металлом и растворения в последнем кислорода могут быть представлены выражениями
СО2 = 1/2О2 + СО; |
lg* =------- — + 4,4085; |
(3) |
||
Н2О = 1/2О2 + Н2; |
, „ |
850 |
|
(4) |
lgK =------ jr + 3,1985; |
||||
СО2 + Н2О = О2 + СО + Н2; |
3066 |
7,607; |
||
lg К: |
||||
|
|
12 200 |
|
|
О2 = 2 [О]; lgK = —уЛ- + 0,243. |
|
|
||
Изложенное свидетельствует о том, что наличие в газо вой фазе углекислого газа и паров воды определяет присут ствие здесь кислорода, который растворяется в металле. Поступление кислорода в металл сопровождается окисле нием последнего. При этом между концентрациями элемен тов металла и кислорода устанавливается определенное со отношение.
Значения равновесных концентраций элементов стали при факельной продувке определяются по формулам
Ig ÍCJ = lg /’со —y ’g P°« - “7” - 1,732; |
lg ICrI = |
|
= l" ’S “CrsO, - — lg PO2----- |
f-- + 19'6; |
|
lg (Mn] = lg aMnO — — lg РОг-------- |
7=------- |
H 5,06; |
lg (Si] = lg asio, - lg po,----- + 10.82.
Таким образом, факельная продувка металла сопровож дается определенным окислением его. При этом глубина
12
и интенсивность окисления металла при прочих равных условиях зависят от состава продуктов сгорания топлива.
С целью устранения окисления металла нагрев можно производить шлаком, который непосредственно нагрева ется в результате факельной продувки. В этом случае осуществляется раздельное взаимодействие двух пар фаз —
шлака и газа, шлака и металла. Транспортировка кисло рода к металлу при этом осуществляется в результате окисления компонентов шлака и последующей передачи ими кислорода металлу по формулам
іО2 + (MezOÿ) = (MexOÿ_|_2i)> MexOÿ_j_2i = 2* [O] + |
|
+ (MexOÿ); |
KCO2 + (MexOÿ) = (MexOÿ+fe) + KCO; |
(MexOÿ+ft) |
= K [01 + (MexOÿ); /H20 + (MexOÿ) = |
= (MexOÿ+/) + /H2; (MexOÿ+/) = j [O] + (MexOÿ) |
|
или растворения в шлаке окислительных газов и последу ющего взаимодействия их с металлом
Н20 = (Н20); (Н20) = [О] + Н2; СО, = (СО2); (С02) = = [О] + СО.
При продувке факелом происходит десульфурация шлака:
а (MeS) + 6СО2 + сО2 = dSO2 |
еСО + g (МеО); |
|
„ |
Ре |
|
rso/СОаМеО |
. |
|
Л — |
------------ 7------------ |
|
|
а рЬ рс |
|
“MeS+O/O,
При определенных условиях эта реакция может быть использована для десульфурации металла.
В случае взаимодействия газовой фазы с металлом по средством шлака равновесие системы в общем случае опи сывается такими же уравнениями, какие были приведены для взаимодействия двух фаз. Однако в уравнениях концен трации окислов соответствующих элементов отличаются:
для процесса взаимодействия трех фаз активные концен трации окислов определяются составом шлака, для про
цесса взаимодействия двух фаз — составом продуктов
окисления металла.
Приведенные выше уравнения характеризуют значения равновесных концентраций элементов стали при опреде ленных парциальных давлениях компонентов газовой фазы без учета количества последней. При продувке в ванну
13