Переход кислорода из шлака в металл

Переход кислорода из шлака в металл [c.609]

Переход кислорода через поверхность раздела шлак — металл [c.69]

Окислительный период, в течение которого с помощью избыточного кислорода из воздуха, руды и рудного агломерата или добавки чистого кислорода происходит интенсивное окисление углерода, фосфора, кремния и серы из чугуна с большим выделением тепла и пузырьков монооксида углерода СО. Из-за интенсивного газовыделения этот период часто называют периодом кипения металла. В этом периоде оксиды железа, кальция, кремния, марганца, фосфора и других примесей переходят в шлак. [c.48]

Расплавление шихты из чугуна (железо с несколькими процентами углерода), лома (железо с примесями других металлов и кислорода) для вторичного использования железа и разбавления углерода в чугуне руды и рудного мартеновского агломерата (оксиды железа) для повышения содержания кислорода в ванне извести (СаО), известняка (СаСОз) и плавикового шпата ( aFj) для снижения температуры плавления и формирования шлака, в который переходят все вредные примеси, и других добавок. При расплавлении образуется две жидкие фазы (жидкий металл и жидкий шлак) и одна газообразная, между которыми протекают сложнейшие физико-химические превращения. [c.48]

Для удаления из сталей кислорода их еще в процессе получения, в жидком состоянии, подвергают раскислению. Раскисление — процесс удаления из жидкого металла кислорода добавлением марганца, кремния, алюминия, титана. Эти элементы активно связывают кислород, содержащийся в стали, в виде оксидов и переходят в шлак. Если кислород из стали не удалять, то при деформации при высоких температурах сталь подвергается хрупкому разрушению. Марганец также связывает серу в виде MnS и способствует, таким образом, устранению красноломкости стали [c.624]

Полученную черновую медь подвергают огневому рафинированию, которое заключается в переплавке металла в присутствии флюса в окислительной атмосфере. В результате металлы, имеющие большее сродство к кислороду, чем медь (Ре, 2п, Со, частично N1) переходят в шлак по реакции 1-й стадии конвертерного процесса, а диоксид серы удаляется с газами. После окончания рафинирования металл дразнят , т. е. раскисляют (освобождают от кислорода) с помощью древесины, мазута или природного газа и разливают в формы. После за- [c.34]

Первый период — окислительный. Окисленные кислородом железной руды иримеси Si, Мп и Р переходят в шлак СО удаляется в виде газа. Процесс окисления примесей обычно по времени совпадает с плавлением шихты когда металл расплавится, то все примеси оказываются уже окисленными и перешедшими в шлак. После плавления металла выключают ток и соответствующим наклонением электропечи сливают ( спускают ) первый шлак. Этим и заканчивается первый период плавки. [c.388]

Окислительное рафинирование основа]Ю па более высоком, чем у очищаемого металла, сродстве к кислороду растворенных в металле примесей. Окислы прпмесей переходят в шлак, а газообразные продукты окисления, образующиеся, иапр., при обезуглероживании металла, улетучиваются, При продувке жидкого металла воздухом (кислородом) или при обработке его кислородсодержащим реагентом, легко отдающим кислород, в первую очередь окисляется основной металл (Ме), поскольку концентрация в нем примесей обычно относительно мала и их непосредственное взаимодействие с кислородом менее вероятно. Затем окисел основного металла восстанавливается примесями (Ме ) Ме0-1-Ме =Ме-ЬМе 0, [c.268]

В мартеновском способе окисление углерода и других примесей осуществляется, главным образом, за счет твердых окислителей (руды, окалины и др.), специально добавляемых в шихту, а в бессемеровском — за счет кислорода воздуха, продуваемого через слой металла. Как в первом, так и во втором случае углерод окисляется до окиси углерода и углекислоты, удаляющихся вместе с газами. Остальные примеси при окислении переходят в шлак (кремний в виде 5 0г, марганец в виде МпО). [c.439]

Механизм переноса кислорода через слой шлака, так же как и строение жидких шлаков вообще еще недостаточно изучены. Анализ существующих представлений и наиболее прогрессивное толкование механизма процесса с точки зрения ионного строения шлака приведены в монографии [44]. Однако применить эти представления для анализа процессов, определяющих окисленность металла, пока невозможно, так как данные о химическом составе шлака, которыми обычно оперируют, не отражают истинного его состава во всей его сложности. Поэтому для описания перехода кислорода через слой шлака мы используем формальное уравнение диффузионной кинетики, отражающее лишь экспериментально установленный факт о наличии градиента концентраций в слое шлака [c.69]

Закон распределения имеет большое значение для анализа металлургических процессов. Чугун и шлак, сталь и шлак, шлак и штейн представляют собой пары несмешивающихся жидкостей, между которыми распределяются различные растворяющиеся в них элементы или соединения. Это явление используют для рафинирования расплавленных металлов от вредных примесей. Например, сталь очищают от серы, фосфора и кислорода при помощи жидкого шлака, в который переходят эти элементы. Распределение серы между железом и шлаком, состоящим только из окислов железа при 1600° С, характеризуется отношением [c.100]

После растворения руды поверхностное обезуглероживание переходит в объемное. Несмотря на то, что концентрация углерода в верхних слоях металла даже повышается, средняя скорость окисления углерода в ванне хотя и уменьшается, но еще остается достаточно высокой. Это подтверждают результаты расчетов, основанных на балансе кислорода в металле и шлаке [114], часть из которых приведена в табл. 11. [c.97]

Последний быстро прекратил бы подобные переходы, если бы наряду с ними не протекали процессы, ликвидирующие дальнейшее накопление зарядов. К ним относятся, в частности, переходы ионов железа из шлака в металл и обратно, восстановление ионов трехвалентного железа до двухвалентного, перемещение ионов кислорода из металла в шлак и другие. [c.442]

Более того, наличие в атмосфере кислорода вызывает, как подчеркивал М. М. Карнаухов, окисление сульфидов и переход серы из металла в газ в форме ЗОг, т. е. течение реакции ( ,98) в обратном направлении. При наличии шлака в последнем происходит взаимодействие между анионами серы (сульфидами) и катионами трехвалентного железа [c.457]

Основное внимание в этом разделе уделяется анализу чистого безрудного кипения, т. е. процесса перехода кислорода из газовой фазы в металл через слой жидкого шлака. [c.597]

Трехфазная система газ — шлак — металл не равновесна в условиях сталеплавильной печи. Химический потенциал кислорода оказывается наибольшим в первой фазе и наименьшим в последней. В силу этого кислород переходит из печных газов в шлак, а из него в металл. [c.597]

К сожалению, непосредственные измерения скоростей перехода ионов 02- и Ре2+ из шлака в металл и восстановления ионов Ре + жидким железом отсутствуют. Обращают на себя внимание два обстоятельства. Во-первых, известный параллелизм между скоростью выгорания углерода и величиной удельной поверхности границы металла со шлаком, во-вторых — отсутствие прямой связи между активностью закиси железа в шлаке и содержанием кислорода в металле. [c.613]

В шлак переходят те примеси, для которых характерно образование термодинамически устойчивых окислов, карбидов и нитридов остальное количество кислорода, углерода и азота переходит в шлак в виде соединений с ураном. Примеси, окислы, карбиды и нитриды которых термодинамически менее устойчивы, чем соответствующие соединения урана, остаются в рафинированном металле к этим примесям относятся железо, алюминий, ниобий и др. [c.374]

Введение 62 ат. % Nb в железо под шлаком понижает ст расплава от 1560 до 1400 эрг см [64]. Следует, однако, учитывать влияние на ст кислорода, который из шлака переходит в металл. [c.34]

Частично окисление этих элементов происходит и непосредственно кислородом. Образующиеся окислы (5Юг, РгОв), взаимодействуя с флюсами, превращаются в шлак (в него переходят также МпО, РеО, РегОз), который, как более легкий, всплывает наверх. Флюсы освобождают также частично металл от серы [c.189]

По данным [64], при введении 73 ат. % V ст железа при 1650° С понижается от 1560 до 1220 эрг1см . Однако это понижение может быть эффектом совместного действия ванадия и кислорода, поскольку расплав контактировал с жидким шлаком, в результате которого происходит переход кислорода из шлака в металл. [c.34]

При рафинировании металлов используют различия в их хим. св-вах, в коэф. распределения между твердой фазой и расплавом, в летучестях металлов и примесей или их соединений. На избират. окислении примесей (С, 81, Мп, Р, 8 и др.) основано получение стали из чугуна (см. Железа сйлавы) при окислении кислородом воздуха или обогащен ного им дутья (конвертерные процессы) или оксидами содержащимися в руде или скрапе (мартеновский процесс) примеси из металлич. расплава переходят в шлак или газы Высокое сродство Си к 8 используют при тонком рафиниро вании РЬ-после добавления небольшого кол-ва элементар ной 8 на пов-сть расплавленного РЬ всплывает твердый сульфид Сиз8. [c.539]

Содержание меди в земной коре достаточно высокое 10" %, серебро и особенно золото — редкие драгоценные металлы с кларками 10 и 0,5 10 %. Содержание меди в полиметаллических рудах обычно не превышает 12%. Основные примеси — железо, силикаты и сульфиды. Извлекают медь обычно пирометаллургическим способом. Поскольку технология получения меди типична для многих цветных металлов, остановимся на ней подробнее. Вначале руду обогащают флотационным методом. Затем концентрат с добавкой кислого флюса, состоящего в основном из кварцевого песка ЗЮг, плавят в отражательной или электрической печи в окислительной атмосфере, создаваемой избытком кислорода в горящей смеси газа, мазута или угольной пыли и воздуха. Основные примеси, главным образом пирит ГеЗг, легче окисляются, чем халькозин и ковеллин СпгЗ и СиЗ. В результате железо в виде силиката Ре23104 переходит в шлак, основная масса ЗОг утилизируется в производстве серной кислоты, а металлизированный сульфид меди, содержащий 15-50% меди, 15-25% серы и железо, образуют в печи нижний слой, называемый штейном. [c.175]

Иногда для улучшения свойств стали в состав ее вводят другие металлы. Так, некоторые сорта стали содержат никель и хром эти стали применяются для изготовления автомобильных частей, судовой брони и т. п. Сталь, из которой делают инструменты (зубила, молоты, штампы), есегда содержит хром. Такая сталь и не хрупка и тверда. Для получения из чугуна стали надо удалить содержащиеся в нем примеси углерод, кремний, марганец, фосфор, серу. Их окисляют действием кислорода воздуха или окислов железа. Образующиеся при этом окислы марганца и кремния дают легкоплавкий шлак, а окись углерода удаляется S виде газа. Фосфорный ангидрид переходит в шлак только в присутствии сильного основания (извести), в противном случае он вновь восстанавливается железом в фосфор. [c.311]

Одновременно с переходом кислорода из шлака в металл или из металла в шлак происходит раскисление металлической ванны углеродом на пузырьках СО, зарож-даюшихся на днище и стенках конвертера и всплывающих. Эти пузырьки раскисляют также и шлак. Сразу после окончания продувки, когда ванна еще интенсивно перемешивается, а кислород через фурму уже не поступает, происходит преимущественно раскисление стали и шлака за счет бурного окисления углерода. Очень часто эта реакция не позволяет наклонить конвертер сразу после окончания продувки. Через некоторое время скорость окисления углерода уменьшается. Перед выпуском плавки конвертерная ванна кипит уже слабо. При низкой скорости окисления углерода может происходит вторичное окисление металла за счет кислорода шлака. Поэтому противоречивые выводы о том, понижается концентрация кислорода или повышается в послепродувочный период, могут быть связаны с отбором проб металла в разные моменты времени. [c.109]

Кислород, участвующий в окислении ванны, содержится в шлаке, главным образом в окислах железа — РеО и РезОз. В верхних слоях шлака закись железа, взаимодействуя с кислородом печных газов, образует окись 4Ре0н-02—> 2РегОз. Окись железа, диффундируя в нижерасположенный слой на поверхности раздела шлак — металл, передает металлу часть кислорода, а сама переходит в низшую степень окисления — РеО. Закись железа всплывает в верхний слой шлака, возобновляется первоначальный процесс окисления и т. д. [c.186]

Согласно А. Д. Крамарову [3], это обусловлено раскислением шлака. С другой стороны, с ростом температуры увеличивается равновесная концентрация кислорода в металле [31]. Так, для чисто железистых шлаков (РеО + РегОз) при переходе от 1550 к 1700° С содержание кислорода меняется с 0,19 до 0,35%, т. е. в 1,8 раза. Для расплавов СаО — РеО — РегОз — Р2О5 насыщенных СаО, прирост меньше. В частности, для кон- [c.589]

Из выражения (У1,70) следует также, что теплота перехода закиси железа из шлака в металл велика и составляет 27450 кал1моль. Она оказывается близкой к теплоте, поглощаемой при растворении газообразного кислорода ( /г Ог) в жидком железе,—27 930 кал на 1 г-атом кислорода [87]. Это обстоятельство указывает на значительные энергетические затруднения, возникающие при переходе ионов 0 и Ре + через границу шлак — металл. [c.610]

Уран весьма реакционноспособен, особенно при повышенных температурах. Поэтому он легко загрязняется примесями исходной соли, подлежащей восстановлению, и металла-восстановителя, а также в результате взаимодействия с футеровочпыми материалами, материалами аппаратуры и с окружающей атмосферой. Особенно опасны элементы-примеси, образующие с ураном твердые растворы (титан, цирконий, ниобий и др.), так как от этих примесей урап пе мон ет быть очищен обычными пироме-таллургическими методами. Элементы, образующие с ураном соединения, которые в нем не растворяются (кислород, водород, азот и углерод), менее опасны, так как при обычном пирометаллургическом переделе (восстановительная и рафинировочная плавки) они переходят в шлаки. [c.350]

Если скорость перехода ионов кислорода меньше, чем ионов железа, то пограничный слой металла получит избыточный положи-телышй заряд, а контактирующий с ним соссдппп слой шлака — от- [c.271]

Кремний имеет значительно большее сродство к кислороду, чем углерод, что подтверждается значениями их теплот сгорания С + О2 = СО2 + 395 кДж 51 + О2 = = 5102 + 861 кДж. Поэтому его применяют для раскисления железных сплавов — удаления из них кислорода (например, 2РеО + 51 = 2Ре + 510г). При этом кремний, восстанавливая оксид металла, переходит в виде 5162 в шлак. Как легирующая добавка, кремний повышает прочность, упругость и коррозионную стойкость стали. Сталь с содержанием 4% кремния намагничивается и размагничивается быстрее, чем чистое железо. Кремнистые стали применяют в производстве трансформаторов, рессор и пружин. Сталь, содержащая 12—18% 51, обладает высокой кислотоупорностью. Сплавы алюминия с кремнием (4,5—14% 51)—силумины — обладают повышенной прочностью. [c.361]

Раскислители или восстановители — углеродистые материалы, обычно молотый кокс, а также ферросилиций и алюминий, служащие для удаления кислорода из стали. В последние годы широкое применение получили комплексные раскислители (например силикомарганец, сили-кокальций), в которых соотношение составляющих элементов подобрано таким образом, чтобы продукты раскисления получались в виде крупных жидких включений и легче всплывали, переходя из металла в шлак. [c.213]

В нескольких работах изучалась кинетика перехода железа из металлической ванны в шлак при мартеновской плавке. Е. В. Челищев и А. Ф. Виш-карев [131 Id] вели исследования в печи с присадками Ее в металл или Ре-з Юз в шлак и нашли, что скорость перехода определяется диффузией и конвекцией, а не самой химической реакцией, как раньше предполагали. В лабораторной печи С. И. Шаров [1311е] нашел, что при продувании воздуха через расплавленный металл переход железа следует кинетике первого порядка с энергией активации 75 ккал/моль, причем скорость переноса сильно растет с увеличением концентрации кислорода в газе. [c.449]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология