Расплавленные шлаки и их взаимодействие с металлами

Смачивание поверхностей расплавами шлаков. Помимо смачивания расплавами металлов поверхности шлаков на практике встречаются случаи адгезионного взаимодействия расплавов шлаков с твердой поверхностью. Так, смачивание огнеупорных материалов не только расплавами металлов, но и расплавами шлаков определяет такие процессы, как взаимодействие расплавов [c.269]

Электролитическая природа ряда оксидных расплавов позволяет рассматривать взаимодействие металла с подобными силикатами как совокупность электродных процессов. Здесь каждый окислительно-восстановительный процесс на границе металл—шлак представляет собой самопроизвольно протекающую электродную реакцию, состоящую из катодной и анодной стадий. Эти стадии, как правило, могут быть изучены по отдельности при помощи поляризационных измерений. [c.155]

Раньше для данного вида сварки использовали кислые флюсы. Они были просты в применении, обеспечивали хороший внешний вид шва и легкость отделения шлака в широком диапазоне сварочных токов. Однако при сварке с применением кислых флюсов шов содержит сравнительно высокий процент оксидных включений. Поэтому ударная вязкость этих швов несравнима с ударной вязкостью швов, выполненных сваркой штучными электродами. Эта проблема была успешно решена в 60-х гг. с появлением основных флюсов. Однако эти флюсы применялись ограниченно. Плотность тока была значительно снижена, внешний вид и отделяем ость шлака стали хуже. Флюсы имели тенденцию впитывать влагу, что приводило к риску появления водородных трещин. Проблемы были решены в 1973 г., когда появилась возможность использовать достоинства обоих флюсов. Для сварки под флюсом стали применять основную порошковую проволоку и кислый флюс, сравнительно небольшое количество основного флюса проволоки непосредственно попадает в дуговой кратер, где он взаимодействует с поверхностью ванны расплава и каплями металла и уменьшает содержание кислорода и серы в наплавленном металле (рис. 1), [c.83]

Поверхностное натяжение шлакового расплава. Большинство процессов протекает в гетерогенных системах, имеющих поверхность раздела несмешивающихся фаз. Свойства поверхностей и взаимодействие на их границе часто определяют многие технологические показатели процесса. В частности, от величины поверхностного натяжения на границе штейн—шлак зависят размеры устойчивого зародыша и процесс коалесценции капель в расплавах, смачивание шлаков, флюсов и огнеупоров, а вместе с этим и кинетика взаимодействия шлаков с флюсом, пропитка и разрушение огнеупоров. Поверхностные свойства в значительной степени влияют на скорость большинства термотехнологических процессов, вспенивание шлаковых расплавов и выделение газов и металлов. [c.82]

Заметим, что применение законов идеальных растворов к реакциям в системах металл—шлак или штейн—шлак наталкивается на значительные трудности. Они заключаются прежде всего в том, что эти расплавы являются многокомпонентными системами, в которых имеет место сложное взаимодействие между различными составляющими. Вследствие такого взаимодействия, особенно в шлаках, где присутствуют как основные, так и кислотные окислы, которые могут образовывать друг с другом различные соединения, практически невозможно определить действительные концентрации компонентов в расплавах при равновесии. Так как металлургические шлаки являются электролитами, то мы вернемся к рассмотрению этого вопроса в главе, посвященной равновесиям с участием ионов. [c.107]

Влияние содержания кислорода в расплавах железа и стали на смачивание окисленных поверхностей. В металлургии большое значение имеет адгезия железа и стали к окисленной поверхности, а также адгезионное взаимодействие при наличии в железе или стали различных добавок, в там числе и в виде окислов. Адгезия жидкого железа и его сплавов определяет процесс поглощения шлаком включений, взаимодействие стали с огнеупорами, удаление движущейся сталью шлака и увлечение его в объем металла. [c.257]

Обнаружен параллелизм между адгезией шлака, используемого в качестве флюса при сварке, к поверхности затвердевшего металла и работой адгезии расплава металла к флюсу. Если работа адгезии не превышает 900 эрг/см , то наблюдается слабое взаимодействие между затвердевшим металлом и флюсом. При работе адгезии выше 900 эрг/см имеет место прочное соединение между флюсом и затвердевшим металлом. [c.269]

Полученный совместным восстановлением черновой уран-молибденовый сплав может быть переплавлен в слитки в вакуумной индукционной печи. Очистка поверхности чернового слитка травлением нежелательна из-за быстрого взаимодействия сплава с азотной кислотой. Лучше применять пескоструйную очистку. Для того чтобы после выдержки расплава в графитовом тигле при температуре 1260° С и ниже содержание углерода в уран-молиб-деновых сплавах (до 9 вес. % молибдена) не превысило 0,02%, было успешно применено защитное покрытие тигля слоем цирконата магния. Однако при этом поверхность загружаемого на переплавку чернового металла должна быть свободна от шлака, так как иначе покрытие из цирконата магния быстро разрушается и ускоряется поглощение углерода. [c.440]

Коррозия огнеупора будет меньшей, если энергия связи металла огнеупора с кислородом больше энергии связи металла расплава с кислородом или другими элементами. На коррозию огнеупора оказывает влияние смачиваемость его поверхности расплавом и шлаком. Если краевой угол смачивания больше 180°, огнеупор не взаимодействует с расплавом в кинетической области. Смачиваемость, как известно, обусловлена силами физического и химического взаимодействия. Смачиваемость огнеупора оксидными расплавами обусловлена химическими силами и значительно возрастает с повышением температуры. [c.45]

Исследование влияния вязкости на процесс взаимодействия шлака с металлом и с огнеупором в металлургии, а в стеклотехнике на процесс осветления стекломассы, коррозию огнеупоров расплавом и селективное улетучивание компонентов стекла. [c.251]

Оценка рабочих свойств шлаковых расплавов дает возможность установить взаимосвязь между параметрами тепловой работы печи и основными технологическими показателями плавки, одним из которых является содержание (потери) цветных металлов в шлаке. По характеру их взаимодействия с расплавом шлака потери делят на электрохимические и механические первые связаны с растворением металлов в оксидном расплаве, вторые — с неполным разделением фаз. Оба вида потерь неоднозначно зависят от состава атмосферы рабочего пространства печи и поля температур шлаковой ванны. В окислительной среде возможно резкое увеличение электрохимических потерь. При проведении плавки в нейтральной или восстановительной атмосфере всегда преобладают механические потери, обусловленные тем, что основная масса содержащихся в шлаке ценных компонентов присутствует в нем в виде капель, содержащих цветные металлы соединений (штейна, металлизированного штейна, черново- [c.456]

Таким образом, при переходе от системы FeO—SIO2 к системе FeO—SIO2—СаО—AI2O3 заметная доля электронной проводимости появляется не при 66% (FeO), а при [2Fe] = 8—10%, т. е. гораздо раньше в области содержания железа, близкой к реальным мартеновским шлакам. Вполне возможно, что при ином качественном составе расплава это минимальное содержание железа окажется еще ниже и к анализу взаимодействия таких шлаков с металлом нельзя будет подходить только с позиций электролитической природы жидких металлургических шлаков. [c.148]

Процессы в расплаве являются вариантом газификации угля в режиме уноса. В них уголь и газифицирующий агент подаются на поверхность расплавов металлов, шлаков или солей, которые играют роль теплоносителей. Наиболее перспективен процесс с расплавом железа, поскольку можно использовать имеющиеся в ряде стран свободные мощности кислородных конвертеров в черной металлургии [97]. В данном процессе газогенератором служит полый, футерованный огнеупорным материалом аппарат-конвертер с ванной расплавленного (температура 1400—1600°С) железа. Угольная пыль в смеси с кислородом и водяным паром подается с верха аппарата перпендикулярно поверхности расплава с высокой скоростью. Этот поток как бы сдувает образовавшийся на поверхности расплава шлам и перемешивает расплав, увеличивая поверхность его контакта с углем. Благодаря высокой температуре газификация проходит очень быстро. Степень конверсии углерода достигает 98%, а термический к. п. д. составляет 75— 80%. Предполагается, что железо играет также роль катализатора газификации. При добавлении в расплав извести последняя взаимодействует с серой угля, образуя сульфид кальция, который непрерывно выводится вместе со шлаком. В результате удается освободить синтез-газ от серы, содержащейся в угле, на 95%. Синтез-газ, полученный в процессе с расплавом, содержит 677о (об.) СО и 28% (об.) Нг. Потери железа, которые должны восполняться, составляют 5—15 г/м газа. [c.97]

Адгезия между шлаком и расплавом зависит также от состава шлака. Эту зависимость изучали в случае адгезии между сплавом Si—Мп—Fe и окисными расплавами состоящими из закиси марганца, кремнезема и глинозема, т. е. шлаками производства сили-комарганца. Уменьшение содержания закиси марганца в окисных расплавах приводит к снижению работы адгезии. Рост содержания кремния в сплаве Si, Мп, Fe вызывает увеличение адгезионного взаимодействия. На границе раздела фаз адгезионные связи осуществляются между кремнием со стороны металлической фазы и закисью марганца со стороны оксидной фазы через кислород. Эти связи более прочные, чем связи между металлами [c.269]

Результаты исследований поверхностных свойств силикатных расплавов и их взаимодействия с поверхностью стали послужили основанием для разработки новых грунтовых эмалей, обладающих повышенными эластичностью и прочностью сцепления с металлом. Оказалось, что такие эмали можно изготовлять, применяя в качестве основного компонента шихты металлургические шлаки. В частности, из шлаков доменной плавки концентратов, получающихся из титаномагнетитовых руд Качканарского местороледения, и из шлаков внедоменной обработки ванадиевого чугуна содой получены грунтовые эмали, обладающие лучшими по сравнению с эмалями, применяемыми в, настоящее время, свойствами. Эти эмали опробованы при производстве эмалированных труб и химической аппаратуры.. Разработаны также покровные химически стойкие эмали, получающиеся на основе отвальных доменных шлаков. [c.11]

Для проверки уравнений (24) и (26) были проведены, совместно с А. С. Чуркиным, опыты по обессериванию чугуна шлаком при 1400° С. Для этого в металл, находящийся в алундовом тигле под слоем шлака, вводили РеЗ и отбирали по времени пробы для анализа на [5] и (Са5). Шлак непрерывно перемешивался мешалкой с = 300 об мин. Результаты измерений подтвердили зависимости 24, 25 при а=0,5. В табл. 2 дано сравнение опытных и рассчитанных констант скоростей обессеривания. Там же приведены опытные данные из работы [12]. К сожалению, в исследовании [12] не указана поверхность взаимодействия. Для оценки взята поверхность 30 сл 2 (диаметра тигля 7 см). Для расчетов к использовали данные по о и а, взятые из работы [2], а по из работ [12, 13]. Табл. 2 показывает хорошее согласие рассчитанных и экспериментальных значений к, за исключением шлаков, не содержащих ЗЮг. Окисление примесей железоуглеродного расплава (Мп, Сг, 31, Р, V и т. д.) шлаками, содержащими небольшие концентрации закиси железа, также можно рассматривать как совокупность катодного осаждения железа и анодного растворения соответствующих элементов [c.163]

Во-первых, фосфор в шлаке находится в виде высшего окисла Р2О5, теплота образования которого на атом кислорода существенно превышает соответствующие значения для мышьяка и сурьмы. Во-вторых, пятиокись фосфора в шлаковом расплаве является весьма сильной кислотой, и поэтому она в некоторой мере стабилизируется даже таким слабым основанием, как закись железа, что снособствует переходу фосфора в шлак. С другой стороны, фосфор образует значительно более прочные соединения с железом, чем мышьяк и сурьма, что должно затруднить его окисление по сравнению с двумя его аналогами. Несмотря на это, показатель распределения фосфора все же выше, чем у мышьяка и сурьмы. Это показывает, что в первом случае сродство к кислороду и кислотноосновное взаимодействие Р2О5 в шлаке оказывает значительное влияние на распределение фосфора между металлом и шлаком, которое сопоставимо со сродством фосфора к железу. Заметим, что повышение основности шлака резко меняет соотношение между двумя указанными факторами и приводит к увеличению показателя распределения фосфора. Хотя сродство мышьяка и сурьмы к железу меньше, чем у фосфора, но вместе с тем значительно слабее и их сродство к кислороду, и кислотный характер их окислов. [c.78]

Введение NajO в шлак также способствует развитию взаимодействия его с металлом (опыты 11 и 12), что выражается в увеличении константы скорости реакции. Возможно, что появление КэгО уменьшает связь катионов железа с расплавом и облегчает их переход в металл. Этот факт согласуется с влиянием Na20 на межфазное натяжение на границе чугун — шлак [10]. [c.270]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология