ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Вопрос № 13.Теоретические основы процессов раскисления стали.

 

Раскисление –это процесс удаления из металла избыточного кислорода.

Большинство металлов в жидком виде хорошо растворяют кислород. С повышением температуры растворяемость кислорода увеличивается.

- эндотермическая реакция

- экзотермическая реакция

- эндотермическая реакция

 

В процессе окислительного рафинирования металл максимально насыщают кислородом количество которого становится, в конце концов, адекватным концентрации примесей. Оставшийся кислород становится сам вредной примесью. Причинами этого является следующее:

1.При охлаждении металла растворимость кислорода в нем понижается, кислород выделяется в виде разных по размерам газовых пузырей. Часть пузырьков успевает выйти в атмосферу, а часть – остается в слитках в виде газовых раковин, и при обработке давлением она препятствует свариванию металла.

2.Т.к. реакции окисления примесей идут лучше при более низких температурах, то оставшиеся в металле примеси и кислород при охлаждении снова начинают между собой реагировать, образуя твердые оксидные включения, которые называют неметаллическими. Эти включения снижают металлические свойства изделий.

3.Часть газовых пузырей в металле образуется по причине реагирования растворенных углерода и кислорода с образованием газообразного СО.

4.Часть кислорода остается в металле в твердом растворе, она не успевает не образовывать газовых пузырей, не прореагировать с примесями.

Затвердевшие растворы являются пересыщенными, а все пересыщенные растворы – неустойчивы, и со временем они распадаются. Это приводит к образованию мельчайших газовых пор. Все процессы распада пересыщенных растворов в науке и технике называют процессами «старения».

Избыточный кислород удаляют с помощью веществ, называемых раскислителями. В качестве раскислителей применяют чистые вещества или сплавы с высоким сродством к кислороду. (Обычно это Mn, Si, Al, FeMn, SiMn, FeSi, SiCa и др.).

Общие термодинамические принципы раскисления рассмотрим на примере реакции:

Где - кислород, растворенный в металле;

- раскислитель.

Константа равновесия этой реакции имеет вид:

Для определения факторов, влияющих на остаточную концентрацию кислорода, запишем выражение для остаточной концентрации кислорода в следующем виде

Итак, видим, чтобы концентрация кислорода в металле была минимальной необходимо:

1.Концентрация оксида в шлаке должна быть малой, т.е. шлака должно быть достаточно. При раскислении шлак обычно периодически скачивают.

2.Коэффициент активности оксидов примесей должен быть малым, для этого необходимо, чтобы оксид раскислителя в шлаке был связан в устойчивые комплексы или устойчивые химические соединения, Если раскислителем является марганец, то им удобно раскислять под кислым шлаком, если раскислителем является кремний – под основным шлаком.

3.Константа равновесия должна быть большой. Ее величина зависит от средства раскислителя к кислороду и температуры. Чем выше сродство раскислителя к кислороду, тем выше , значит, кремний лучший раскислитель, чем марганец, а алюминий – еще лучше.

Реакции взаимодействия раскислителя с кислородом являются экзотермическими, т.е. с повышением температуры константа понижается и , наоборот. Значит, раскислять необходимо при умеренных температурах, металл не должен быть перегрет.

4.Коэффициент активности кислорода считается const

5.Концентрация раскислителя в жидком металле должна быть достаточной, но при этом раскислитель сам не должен стать вредной примесью.

6.Коэффициент активности раскислителя является величиной малорегулируемой, и ее обычно не учитывают.

Раскисление можно осуществлять двумя методами.

Осаждающий метод заключается в том, что в расплавленный металл задается пусковой раскислитель, раскислитель растворяется в металле и вступает в реакцию с растворенным кислородом во всем объеме жидкого расплава. Этот метод применяют только для случаев, когда кислород способен в большей или меньшей мере растворяться в металле.

Диффузионный метод основан на законе распределения кислорода между металлом и шлаком. В этом методе порошкообразный раскислитель задается на поверхность шлака. Раскислитель взаимодействует с малопрочными оксидами шлака и переводит их в прочные оксиды. Концентрация кислорода в шлаке остается неизменной, но коэффициент активности кислорода в шлаке уменьшается. Т.к. коэффициент распределения кислорода для заданной системы и температуры – величина постоянная, то это приводит к тому, что кислород из металла переходит в шлаковую фазу, где снова связывается с раскислителем в прочные оксиды. Этот метод пригоден для удаления кислорода из металлов, хорошо растворяющих в себе кислород, а также металлов, которые плохо растворяют его в себе. Существенным недостатком данного метода является малая скорость процесса.


© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти