Окисление углерода у границы раздела металл — шлак

Окисление углерода у границы раздела металл — шлак [c.58]

Окисление углерода у границы раздела металл — шлак может развиваться только в том случае, когда под шлаком на поверхности металла имеются пузырьки окиси углерода. Если содержание углерода и кислорода в металле соответствует равновесию с газовой фазой в пузырьках, то реакция окисления углерода будет развиваться на линии контакта трех фаз (металла, шлака и газа). Скорость таких процессов ничтожно мала по сравнению со скоростью процессов, развивающихся на поверхностях. Для заметного развития процесса окисления углерода кислородом шлака необходимо, чтобы на поверхности металла концентрация углерода и кислорода превышала равновесные значения. В этом случае углерод будет окисляться на всей поверхности контакта пузырьков с металлом. [c.58]

Спонтанное зарождение пузырьков окиси углерода на границе раздела металла с гомогенным шлаком требует еще большего концентрационного пересыщения. По-видимому, величина этого пересыщения меньше, чем требуется для возникновения пузырьков в объеме металла, но гораздо больше, чем необходимо для возникновения пузырьков на огнеупорной футеровке. Поэтому процесс окисления углерода у границы раздела шлак — металл может быть реализован в чистом виде лишь при отсутствии контакта металла с футеровкой, а для его анализа удобно рассматривать взаимодействие капли металла со шлаком. [c.58]

Хотя все эти методы приближенны, получаемый результат свидетельствует о том, что при увеличении скорости окисления углерода отношение 5п/5ш возрастает, а окисленность металла уменьшается. В этом состоит основное отличие процесса окисления углерода на пузырьках газа в объеме металла от процессов обезуглероживания на поверхности раздела с газовой фазой и у границы раздела со шлаком. Только в том случае, если основой процесса является окисление углерода в объеме металла, можно получить качественный металл с низкой окисленностью. [c.78]

Высокая скорость окисления углерода на границе раздела металла с всплывающими пузырьками окиси углерода обусловливает наличие очень большого количества корольков металла в шлаке. Так, в работе [103] было установлено, что в 230-г конвертере в шлаке эмульгировано от 10 до 35% всего металла, при этом поверхность раздела металлических корольков со шлаком составляет (14—50) -10 м . По-видимому, большое количество шлака эмульгировано в металле в виде капелек, [c.106]

Изменение содержания растворенного кислорода определяется разностью скоростей поступления кислорода в металл и окисления примесей . Скорость поступления кислорода в металл зависит в основном от условий массопереноса в газовой фазе, так как в металле и шлаке у границы раздела с газом всегда имеется избыток веществ, способных окисляться, в том числе железа и его низших окислов. Скорость окисления углерода определяется рядом факторов скоростью турбулентной диффузии кислорода и углерода к реакционным поверхностям раздела, величиной этих поверхностей, скоростью химического и адсорбционно-десорбционного процессов. [c.37]

В любом сталеплавильном процессе можно выделить три характерные зоны окисления углерода 1) поверхность раздела металл — окислительная газовая фаза 2) поверхность пузырьков окиси углерода, растущих на границе раздела шлак — металл 3) поверхность пузырьков окиси углерода, растущих на контактной поверхности с огнеупорной футеровкой и всплывающих в объеме металла. [c.38]

Если на заключительной стадии процесса окисления углерода кислородом газовой фазы пленка окислов появится одновременно на всей поверхности капли, процесс окисления углерода на некоторое время остановится. Действительно, в момент образования окислов концентрация углерода в поверхностном слое металла равна нулю, а для образования пузырьков окиси углерода на границе раздела шлак — металл необходимы значительные концентрации углерода и кислорода. Следовательно, пока диффузия углерода из объема капли к ее поверхности не обеспечит необходимую концентрацию углерода в поверхностном слое, последний окисляться не будет. В этот период времени будут окисляться желе- [c.58]

Поток кислорода, направленный от границы раздела шлак — металл к подине, встречает на своем пути мощный заградительный барьер из пузырьков окиси углерода, на поверхности которых на окисление углерода потребляется большая часть кислорода. И все-таки опре- [c.66]

Полученные данные позволяют представить период усвоения руды ванной следующим образом. Руда, присаженная в мартеновскую печь и находящаяся преимущественно на границе раздела шлак — металл, растворяется в шлаке и одновременно реагирует с металлом. Обезуглероживание в этот момент происходит преимущественно на границе раздела шлак — металл, так как шлак содержит много твердых частиц, на которых могут зарождаться пузырьки окиси углерода. Однако процесс окисления углерода в поверхностных слоях металла не поглощает всего кислорода, поступающего из шлака в металл, поэтому концентрация кислорода в металле увеличивается. [c.96]

Скорость окисления углерода при продувке также значительно увеличивается. Однако при этом большая часть углерода окисляется непосредственно в зоне воздействия кислородной струн на ванну. При этом центрами для образования окиси углерода могут служить пузырьки кислорода, внедренные в металл. Кроме того, при большом пересыщении металла кислородом становится возможным образование пузырьков окиси углерода на границе раздела шлак — металл. Поэтому величина отношения увеличивается в гораздо меньшей степени, чем при образовании пузырьков окиси углерода только на подине. По-видимому, это и является причиной повышения окисленности металла. [c.99]

Скорость окисления углерода у границы раздела со шлаком изучали в работах [100—102]. Эксперименты были поставлены следующим образом. Через шлак пропускали постоянный ток. Капля металла перемешивалась и двигалась в слое шлака под воздействием электрока-пиллярных сил. При некоторой величине подведенного напряжения достигали максимальную скорость процесса, которая при дальнейшем увеличении напряжения не увеличивалась. Авторы считают, что в этих условиях скорость процесса обезуглероживания контролируется скоростью химической реакции. Для диапазона содержания углерода 0,64—2,20% и окислов железа в шлаке 0,25—6,8% получено следующее выражение для скорости процесса [c.64]

При кипении ванны в шлаке всегда присутствует большое количество металлических капель (корольков), которые содержат значительно меньше углерода, чем металлическая ванна. Окисление углерода в корольках происходит у границы раздела шлак — металл, поэтому в соответствии с представлениями, развитыми в главе П, следует полагать, что содержание кислорода в этих корольках значительно выше, чем при равновесии с углеродом. Это подтверждено экспериментально в работе [103]. Таким образом, корольки, опускаюшиеся в металлическую ванну, ускоряют поступление кислорода из шлака в металл. С точки зрения формальных представлений, выраженных уравнением (П-43), это значит, что наличие корольков в шлаке приводит к увеличению поверхности раздела шлак — металл. [c.86]

Как указывалось, химическая реакция окисления углерода протекает гетерогенно на границе металла с пузырьком и тесно объединена с актом десорбции окиси углерода. Иначе говоря, растворенные в железе атомы углерода и кислорода только на поверхности раздела с пузырьком образуют молекулу СО, переходящую в газовую фазу. Этот поверхностный процесс требует одновременного присутствия на межфазной границе углерода и кислорода. Непосредственное взаимодействие частиц углерода с молекулой кислорода мало вероятно. Прочные связи атомов в последней должны быть предварительно сильно ослаблены. Это происходит при хемадсорбции кислорода на железе. В мартеновской печи этот процесс может лимитироваться несколькими стадиями диффузией ионов Ре + и РеЗ+ в шлаке, атомов О и С в металле, зарождением пузырьков СО и собственно химическими актами. [c.648]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология