11.6.1. Разтвор на сяра в желязо. Когато RA-stvorenii сяра в металния топлина е:
# 916; Gº = -72 000-10,25 Т,
което е показател дефинирани правителствени отношения между сярата и желязото в разтвора. Въпреки относително ниска температура на изпаряване (445 ° С), сяра в елементарна форма в п-фаза zovuyu трудно протича, което също показва силни връзки с желязо сяра. Същият BSD-fies значително отрицателно отклонение на разтвора на сяра ING в чисто желязо от закона на Хенри. В диаграмата се наблюдава състоянието ди FES сплави в 50at.% S максимум, ха особеност за образуване Chemic-он съединение (в този случай, FeS), така че се предполага присъствието на силни йонни връзки между йони Fe 2+ и S 2-. Непряко данни за образуване на достатъчно силни групи Fe-S е по-значително увеличение на вискозитета се наблюдава увеличаване на съдържанието на желязо на сяра в него. Сярата се разтваря в течен метал, обикновено обозначен [S]. Смята се, че процесът NE-Минавайки от метал и се наслагват сяра prois-отива на границата с шлаката:
[Fe2 +] + [S 2 -] ↔ (Fe2 +) + (S 2 -) или
Възможно е също така да представи процес като взаимодействие на граничната повърхност с метал за образуване на шлака-ем серни йони в шлаката и коте loroda атоми в метала: [S] + (O 2) = (S 2-) +
+ [За]. Понякога този израз Общо за ruyut с разпределение уравнение на кислород между метал и шлаката:
[S] + (O 2 -) = (S 2 -) + [O].
За да се улесни преминаването от метал метод шлака сяра често конвенционално определен
Навитата или подправени продукти сулфидни включванията обикновено vytya-нахут под формата на линии в пластичната деформация на посоката на-ryachey че нарушава непрекъснатостта на структурата на про-ката или коване, така че SLE-чайове когато насочени папа-реки натоварване деформация ос т. . perpendiku електронна larly линиите, стоманената матрица от време прекъсване на връзките с сулфиди; Xia съответно намалява пластичност в образците напречните. Това е особено важно да се вземе предвид вана в производството, под-jected за променлив товар или напрежения в напречна (спрямо подвижния ос) посоката lenii (тръби за газ под налягане сезона, цистерни, конструктивен-TION за офшорни сондажни платформи и така нататък. ). Степента на анизотропия свойства намалява с намаляването на сяра стопанство (фиг 11.12.); в SNI сяра zhenii <0,003 % сте-пень анизотропии приближается к 1.
Фиг. 11.12. Влияние на концентрацията на серен на безшевни стоманени тръби за относителна-позиция KSOTN издръжливост. т. е. на шок зададена отношение на вискозитета на срязване проби за якост в надлъжна (Т) и якост вертикални проби за якост в надлъжна проби (2)
Сулфидите влияят неблагоприятно резултатите от изпитването на пробите в напречно понижаване на температурата РСБ, значително увеличаване на прага студено-крехки, че, например, е особено важно в развитието на технологията на производство на големи диаметри тръби за газопроводи на далечния север. Освен намаляване на максималната сяра провеждане на специална стомана с вискозни свойства Prien mayutsya специални мерки, за luchit кълбовидни сулфиди в предния IU (а не под формата на линии). За тази стомана се обработва с алкалоземни метали (калций, барий), и редкоземен (лантан, церий, UM-triem и др.).
За редица структурни стомани големи натоварвания се случват в надлъжна, а не напречно-на дъската. За тези стомани такава ниска (<0,003 %) содержания серы не требуется. Для ряда марок стали, в частности в автомобилестроении, ма-шиностроении, особые требования предъявляют к обрабатываемости ста-ли на станках-автоматах. Для обеспе-чения высокой обрабатываемости со-держание серы регламентировано до 0,02-0,08 %.
Активна сяра в стопената стомана зависи от състава на стопилката. Примеси като въглерод, силиций, в дейност Witzlaus сяра в течна стопилка (фиг. 11,13). Във връзка с това десулфуриране чугун, съдържаща голямо количество въглерод и крем-TION, там е по-лек в сравнение с конвенционалните стоманени десулфуриране при равни други условия.
Фиг. 11.13. Ефект на компонентите на стопилката на сяра в стопената стомана дейност
11.6.4. Елементи-desulfurizer. Елементи което стойността на # 916; Gº образуването на съединения с сяра по-малко, отколкото когато сяра съединение с желязо, може да бъде desulfurizer мл. Тези елементи включват Mn, Mg, Na, Са, и редкоземни метали, например цериев-мер. Всички тези елементи образуват ispol'uet в практиката: натриев - под формата на сода в vnedomennoy desulfura желязо ЛИЗАЦИЯ; Магнезий - чист
Фиг. 11.14. взаимозависимост okislennos-
ти метал и десулфуриране в поток
или под формата на сплави (лигатури) с други E-железни метали чрез модифициране предназначени за леене, както и желязо десулфуриране преразпределение крак (в случаите, когато nuzh-но имат заряд); калциев - понякога под формата на сплави с други мет-талий, обикновено под формата на вар (СаО) или варовик (СаСО3); манган - под формата на магнезиеви сплави с желязото, както и под формата на манган руда.
Много висока химическа DDPS-stvom сяра имат REM.
11.6.5. Десулфоризация в stalepla-Villeneuve единица. Най-евтиният и най-достъпният за десулфуризация агент е вар (или варовик). Взаимодействие-Следствие между вар СаО, зол-rennoy в шлака и сяра разтваря солна метал, могат да бъдат представени, но като: 1) метален сяра на преход в шлаката и взаимодействие на сяра и СаО в шлаката (FeS) + (СаО ) = (CAS) + (FeO);
2) взаимодействие на интерфейс Me-метал шлака Fe + на [S] + (СаО) = (CAS) + (FeO),
Колкото по-висока активност на СаО в шлаката и да понижи активността на FeO и сяра, по-малко сяра в метала.
За да се характеризира способността на шлака "екстракт" на чай метал сяра сто използването на опростена експресия зададената: S = (S) / [S]. Стойността се нарича 4S разтворени обикновено съотношение сяра разпределение, което означава, че сяра-хо Rosho на разтваря в метал и шлаката е главно, т.е.. Е. В този случай може да се използва позицията на закона за разпределение. , По-висок
стойност на температурата S SRI обикновено се увеличава, като по този начин подобрява etsya разтваряне на вар частици, суспендирани в шлаката и ускоряване etsya сяра дифузия от ОИТ ma метал към металната повърхност-шлака.
Съединение CAS много издръжлив. Тъй Menenius Gibbs енергия на Фигури Ваня-CAS е:
# 916; Gº = -702 500 + 193,34G.
Практически сяра премина основен метал в шлаката, шлаката в задната част на метала не се прехвърля (ако шлаката е с алкалност достатъчен). кисели шлаки СаО активност е незначително и не са серни комбинация от метал.
Ефектът на шлака разпределение състав сяра деление е показано на фиг. 11.15, което показва, че увеличение STE-пън десулфуриране (увеличаване otno-shenie (S) / [S]) са два процеса Е: или повишаване на алкалността на шлаката или долната му окисляване. Когато се прилага на топене при окислителни условия да се получи почти окислява шлака (ниски стойности на (FeO)) е трудно, така че стойностите постигнати коефициент разпределение са- на сяра при тези условия обикновено са малки (S <10).
11.6.6. Десулфуриране, синт-Ким шлака в кофата. метал десулфуриране може да се проведе в разливна кофа, използвайки синтетични шлаки с висока активност СаО
Фиг. 11.15. Разпределението на сяра между беше килоома и метала в зависимост от osnovnos стайни шлака и о (Fe о)
Интензивно смесване IU талий шлака в продължение освобождаване-zhaetsya няколко минути Techa настроени в която металът се изхвърля в кофата, за десулфуриране метод-ност е в кофата шлака не се използва изцяло. За по-пълно десулфуризация и деоксидирана метал в кофата от шлаковия слой се подлага на смесване (обикновено чрез продухване с инертен газ). За да се предотврати окисляването на метална кошница-атмосферно духа (увеличаване стойностите на (Feo)) черпак капак капак.
11.6.7. Отстраняването на сяра в газова фаза. Количество scheysya съдържащи сяра в метала по време на топене-ки може да се окисли и отстранява в газова фаза. сяра окисление може да отиде от следните реакции:
1) между сяра и кислород, RA-stvorennymi в метал:
2) между железни оксиди и шлаката и сяра в шлака
3) върху повърхността на шлаката при взаимодействие действащ с окисляващ газова фаза
4) в случай на проникване кисел роден струя в метала
Велика развитие на тези реакции не получим. Изчисленията обикновено Prien mayutsya че 5-10% от първоначалното съдържание на сяра в заряда да премине в етапа на N-zovuyu. В случаите, когато базовата картата п-фаза също съдържа сяра (обикновено като резултат от използването на гориво сяра) може да има сто ме-не отстраняването и абсорбцията на серен баня. Сярата може да бъде отстранена в газова фаза под вакуум (в резултат на изпаряване). Въпреки това, процесът е много бавен и може да се ускори при съдържание на компонентите на повишаване на активността на сяра (въглерод, силиций) стопилка Ing. В газова фаза в тези случаи се откриват тип Кон-neniya CS, COS, CS2. SiS. Въпреки това, в достатъчно висока концентрация-ции на въглерод и силиций процес Oud-среда на сяра в газова фаза е мед-Lenno (фиг. 11,16), така че по време на действието на приблизителни изчисленията може да бъде пренебрегнато.
Фиг. 11.16. Ефектът на съдържание на въглерод и
Силиконовата отстраняване на сяра от желязото в
топене във вакуум:
1 - чисто желязо; 2- 1.3% С; 3- 1,0% Si
1. Инжектирайте добавки вар (СаО) или варовик (СаСО3).
2. За активното шлаката течност валцоване и по този начин повишаване на активността на СаО в шлаката се въвежда добавки (А12 О3. CaF2. МпОг и др.), SNI-zhayuschie вискозитета. Тези добавки мустак-упреквайки процес тече Oshlakov-vanija наложени бучки вар.
3. осъществява актуализация шлака (ска Chivanov това последвано ръководи нов шлака, която не съдържа сяра).
4. търси използва за де sulfuratsii периоди топене, в които метал се нагрява колкото е възможно (висока температура на банята енергично окислен въглерод, реакционната полу-chaet развитие [С] + (FeO) = СО + Fezh активност и оксиди като шлака-Lez намалява, като по този начин подобряване на условията на смесване на метал в шлаката, с висока температура на баня ускорява процеса и увеличава шлаковане на вар а (СаО) при висока температура на стопилката процеси и условия количка интензивност дифузионни улеснена дифузия на сяра да бедност обем метал чен контакт с шлаката).
5. метал се обработва с течна или твърда шлака, синтетична шлака и смеси от E с висока (СаО) и ниска (Feo)
7. Използвайте за отстраняване на сярата от REM (церий, лантан, неодим, и др.).
11.6.9. Ролята на манган. Манганът играе специална роля в борбата срещу вредното влияние на сяра-Ним.
Ролята на манган в десулфуризация проявява на различни етапи:
1. По време на транспортирането на желязо от магазина доменната пещ за производство на стомана и желязо са изложени в смесител определен разделен развитие получава реакционна [Mn] + [S] = (MnS).
2. манган, съдържащи се в Chuguev-не бързо окислени (с отделяне на топлина), и произведени с приложението семена Манган МпОг ускорява Oshlakov, наличието на вар парчета и обикновено ускорява процеса на образуване на шлака. Ако желязото съдържа манган в стомана единица в състава на шлаката е винаги МпОг; Th в шлаката на огнище пещ за кислород струя МпОг hausmannite окислява до MN3 O4. В реакцията на MN3 O4 СаО образува топим съединение и ускоряване на процеса на шлаковане-etsja. Ускорение процес шлаковане ускорява отстраняването на сяра в шлаката.
3. оформен в окисляването на манган МпОг директно с Niemann-част на десулфуриране: (МпОг) + (FeS) = (MnS) + (FeO).
4. съдържащи се в метални марга Heff също влияе на процеса desul furatsii до втвърдяване на слитъка (фиг. 11,17).
Почти завършен стомана в повечето случаи съдържа 0.4- 0.8% Mn, и Мп активно си сътрудничи с сулфиди желе за:
Химическа афинитет на манган за сяра чрез понижаване количка температура на стопилката и постепенно (като метал охлаждане и кристализация кондензиран Single)-голямата част от сярата преминава от FeS в MNS (вж. Фиг. 11,17). Когато при търкаляне perature въглеродна стомана (
1100 ° С), дори и при 0.2% Mn, около 95% сяра поради сулфиди Mar-манган. Сулфидните MnS има топене темпера-кръг, значително по-висока от FES на сулфидни (1610 ° С), и когато съдържанието на метала от> 0.3% Mn сулфид топим филм форми граници зърно не-къмпинг
Фиг. 11.17. Зависимостта на съотношението на сяра в свързаните солна MNS, съдържанието на манган [Mn]
Фиг. 11.18. съотношение Ефект [Mn] / [S] в крайния стомана (1 - WSP, 2- 17G1S-Y) на разпространението отлети заготовки Thr-schinami
Способността на манган за намаляване на неблагоприятното въздействие на сяра е илюстрирано на фиг. 11.18. Въпреки това, прилагането на манган не се изключва напълно вредното влияние на сяра от свойствата на метала. Чупливи MnS включване, конюгиран-място с границите на зърното на метала, намаляват неговите пластмасови свойства и издръжливост.
Свързани статии