Начало | За нас | обратна връзка
От практиката производство електрически стомана в електродъгови пещи Известно е, че в процесите на възстановяване период дезоксидация и десулфуриране метал продължи много бавно, особено в големите пещи с дълбока вана, в която се извършват в черпак пещ [2].
Като цяло, скоростта на дезоксидация и десулфуриране време vzaimodeistvii метал с шлака се изразява с уравнението:
където - време с; - коефициент на маса, която зависи от скоростта на дифузия на метал и шлаката и метала разбъркване мощност ла шлака; Fyd - специфична повърхност контакт с метал-COM е равен на съотношението на общата контактна повърхност F, т V 2 на обема на метала, м 3; [С] - концентрацията на кислород и сяра в метала,%; [C] р - равновесна концентрация на кислород и сяра,%.
Равновесните концентрации са изчислени от уравненията:
където Ls - съотношение сяра разпределение между шлаката и метал. Масови прехвърляни коефициенти. дифузия D0 и Ds са неразривно свързани с вискозитета на шлаката и метала. Чрез Einstein уравнение, при постоянна температура и вискозитет размер продукт предварително определен частиците и дифузионните коефициенти D - постоянна стойност (D - конст).
вискозитета Шлака приблизително 10-100 пъти по-вискозитета метал и коефициента на дифузия в шлаката като много пъти по-малко от метал-ле. От това следва, че реакционната ограничаващ скоростта на елемента в обработката на метал в кофата шлаката е скоростта на дифузия шлака [1].
За да се увеличи скоростта на десулфуриране процес без необходимостта да се намали вискозитета на шлаката чрез увеличаване:
степен на десулфуриране на метала взаимодействие с шлаката е пряко пропорционална на специфичната повърхност идва след обем на единица на метала. Най-просто и ефективно увеличение мето-къща Fyd е емулгирането на шлаката при освобождаването ми-Tull от пещта в черпак от голяма височина. Значение Fyd vozras-топи рязко с повишаване на степента на емулгиране на шлаката и с намаляването на радиуса на шлака частици. Радиусът на капчици шлака:
където -mezhfaznoe напрежение mDzh'm 2. К - коефициент опростена мост шлака в стопения метал (С1); Н - височина на металния поток падне, m; - плътност метал, кг / м3.
Чистота на метала от шлака включвания зависи от скоростта на сливането на малките депозити на шлака капчици, скоростта на плаваща шлака и продължителността на експозицията на метал в кофата. сливане на същия радиус две скорости-ка Пелек, съгласно литературата, е пряко пропорционална на повърхностно напрежение и обратно пропорционална на вискозитета на костите пепел:
Имайте предвид, че промени в един - два пъти, и може да варира в пет - десет пъти, така че скоростта на агрегираните депозитите на шлака частици решаващо влияние вискозитет шлака [1].
Скоростта на плаваща шлака частици в метал-разпадните приблизително определяне на правото на Stokes ":
където г - земно ускорение, m / и 2; R - размер (радиус) на частици; PW - шлака плътност.
Намаляването на съдържанието на сяра в процеса на топене на метал се осъществява в резултат на прехода си в шлаката. Този преход може да бъде - е описан от стехиометрични уравнения:
[FeS] + (СаО) = (CAS) + (FeO); (2.7)
[FeS] + (МпОг) = (MnS) + (FeO); (2.8)
[FeS] + (MgO) = (мг) + (FeO). (2.9)
Чрез тези уравнения може да бъде установено, че максималната степен на десулфуриране се постига благодарение на калциев окис в шлаката. Много по-малка степен на десулфуриране се постига чрез манганов окис в шлаката, тъй NMNO = NCaO същата концентрация на съотношение разпределение сяра железен оксид между шлаката и метал с около един порядък по-малко. Много слаб десулфуриране магнезиев оксид. Наред с това, е разпределението на сяра между шлаката и метал от:
Следователно стомана десулфуриране в процеса на топене среща предимно в резултат на разпределението на метал и шлаката и свързване на калциев окис в шлаката, [7]. Увеличаването на съдържанието на СаО в шлака спомага за по-пълно отстраняване на сяра от метал. Тъй като силициев диоксид се свързва калциев оксид, увеличаване на съдържанието му на десулфуриране се влошава. С други думи, можем да кажем, че алкалността десулфуризация шлака насърчава увеличение. Като се има предвид в реакционната запис уравнение десулфуриране стомана отразява само на стехиометричните съотношения, и равновесните константи на тези реакции са официално термодинамична характер. Този пост не отразява формата на съществуването на реагиращи видове и не може да обясни някои експериментални данни, като ефектът на железен окис в шлаката в степен на десулфуриране [7]. В съответствие със съвременните концепции на йонната структурата на течна шлака, десулфуриране реакции могат да бъдат описани от уравненията:
[Fe] + [S] = (Fe2 +) + (S 2-); (2.11)
[S] + (O 2) = (S 2-) + [O]; (2.12)
От последните две уравнения, увеличаване на съотношението на разпределение сяра между шлаката и метал, т.е.. Е. степента на десулфуриране, допринасят за намаляване на молната фракция на серни аниони (NS 2-) и увеличаване на молната фракция на кислород аниони (NO 2) в шлаката. И двете от тези условия са изпълнени с високо съдържание на основни оксиди в шлаката и с ниско съдържание на кисели окиси. Действително, съгласно по-горе (2.11 и 2.12) представяне на структурата на йон представляващо основните стоманени шлаки, въвеждането на основни оксиди в шлаката увеличава концентрацията на кислород аниони, и относителните увеличава (например 100 г на шлаката) брой на аниони [7]. В случай на въвеждане на кисели окиси на Р 2О 5 SiO2 или силиций формира комплекс или комплекси fosforkislorodnye което консумира кислород аниони и се придружава от намаляване на общия брой на аниони. Що се отнася до ефекта от концентрацията на кислород на аниони в шлаката, че всички основни оксиди (СаО, MnO, MgO, FeO) еквивалент 1 мол на всеки от тях допринася за шлака 1 мол кислород йони. Трябва да се приеме, че те не са равни, поради разликата в радиусите на съставните катиони (които имат същия заряд).
Анионите на сяра, характеризиращ се с в същото зареждане по-голям радиус от анионите на кислород (RS 2- = 0174 пМ, или 1.74 А; RO 2- = 0132 пМ, или 1.32 А) се концентрират предимно в близост до най-голямата от калциеви катиони (RCA 2 + = 0.106 пМ или 1,06 а) и в по-малка степен в манганови катиони (RMN 2+ = 0091 пМ и 0.91 а). Аниони на кислород е, напротив, са концентрирани в железни катиони (РСЕ 2+ = 0083 пМ или 0.83 А) и магнезиеви катиони (RMG 2+ = 0078 пМ или 0.78 А). Следователно, увеличаването на съдържанието на калциев хидроксид (Са 2+ катиони) предизвиква понижаване на коефициента на активност на сяра и увеличаване на активността на кислород в шлаката, която, съответно, с последните две уравнения на равновесни условия, повишава степента на десулфуриране. Поне засяга разрез на МпОг в шлаката. Така десулфуриране допринася главно увеличаване съдържанието на СаО и намаляване на съдържанието на SiO2 и Р 2О 5 в шлаката, т.е.. Е. Повишаване шлака алкалност [7].
Фигура 2.1: Влияние на алкалността на коефициента шлака сяра разпределя между метала и шлаката в периода окисление на топене в пещи
Фигура 2.2. Ефект на железен окис в шлаката за съотношение разпределение сяра когато молната фракция на "свободен" база: I - доменна пещ шлака; II - регенеративни електрически топене шлаки, III - оксидиращи шлака електрозаварявана.
железен окис в шлаката допринася железни катиони и аниони на кислород, които имат противоположни ефекти на десулфуриране. Повишено съдържание (O 2) и по този начин увеличаване на общия брой на аниони на последните две уравнения насърчаване на десулфуриране. Увеличаването на концентрацията на (Fe 2+), предпоследния уравнението според Напротив, разгражда. При високо съдържание на железен оксид в шлаката при висока концентрация и (O 2), и (Fe2 +), с промяна на ефекта на съдържанието на кислород и железни катиони аниони същество компенсирани. Чрез увеличаване на (FeO) от 0.5 до 1.0% от концентрацията на катиони (Fe2 +) ще се удвои и анионите (O 2) почти не се променя, тъй като те са направени във всички основния шлаката и оксиди на алкалността на шлака концентрацията им е висока. Следователно, с ниско съдържание на железен оксид в шлаката драстично проявява отрицателното въздействие върху коефициента на разпределение на сяра между шлаката и метал.
Свързани статии