ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Скорости реакций в реальных сталеплавильных ваннах из "Металлургия стали " Поэтому скорость реакции обычно определяют экспериментально, строя так называемую кинетическую кривую, которая характеризует изменение концентрации примеси в металле во времени. На рис. 11 приведена кинетическая кривая для реакции окисления примеси, оксид которой растворяется в шлаке, т. е. для реакции. [c.63] Реакция такого типа в общем случае может иметь три характерных участка на кинетической кривой. На первом участке происходит непрерывное окисление (снижение концентрации) примеси, т. е. VE=—d E dx , на втором участке содержание примеси практически не изменяется ввиду нахождения реакции в состоянии равновесия (ив 0) на третьем участке наблюдается повышение концентрации примеси из-за смещения реакции в обратном направлении (Уя= [ ]/йт). [c.63] В частных случаях кинетические кривые могут быть проще или сложнее, чем кривая рис. 11. Наиболее простая кривая, состоящая только из первого участка, получается тогда, когда по ходу плавки реакция не достигает состояния равновесия и наблюдается непрерывное удаление примеси из металла. Кинетическая кривая становится сложнее, если реакция многократно меняет направление. Примером может служить кривая, харак--теризующая поведение марганца в мартеновском процессе. [c.63] На практике важное значение имеет скорость удаления примеси, т. е. интерес представляет первый участок кинетической кривой, показанной на рис. 11. [c.63] Сродство каждого элемента к кислороду, выраженное изменением изобарно-изотермического потенциала, в соответствии с уравнением (1) при уменьшении остаточного содержания его в металле снижается. При приближении остаточной концентрации к равновесной сродство элемента к кислороду стремится к нулю, что приводит к прекращению реакции. По этой причине в сталеплавильной ванне наблюдается следующая картина. [c.64] Сказанное иллюстрируется схемой рис. 12, на которой общее количество кислорода, поступающего в ванну, принято за 100%. [c.65] В начале рафинирования (4%[С]) основное количество кислорода расходуется на реакцию окисления кремния, ведущая роль которой сохраняется недолго. Затем ведущей становится реакция окисления углерода к сохраняется до тех пор, пока концентрация углерода не достигнет низких значений ( 0,05%). В области низких концентраций углерода, если продолжается окислительное воздействие на металл, происходит преимущественное окисление железа и заметное накопление кислорода в металле. По достижении 0,02% С практически весь кислород расходуется на окисление железа, т. е. окислительное рафинирование с точки зрения удаления углерода прекращается. [c.65] Схема рис. 12 позволяет судить о возможных соотношениях скоростей реакций в тот или иной период плавки.. [c.65] Абсолютные значения скоростей реакций зависят от интенсивности питания ванны кислородом и существенно различаются в разных процессах. Например, в мартеновском процессе в период так называемого чистого кипения, когда кислород поступает в ванну только из газовой фазы, скорость окисления углерода минимальна и обычно составляет 0,15—0,30%/ч (0,003—0,005%/ мин), а в конверторных процессах она примерно в 100 раз больше. [c.65] Приведенные теоретические положения и производственные данные позволяют сформулировать следующую закономерность в кинетике реакций окисления химических элементов в сталеплавильной ванне общая или суммарная скорость окисления элементов в сталеплавильной ванне прямо пропорциональна скорости поступления кислорода в ванну. [c.65] Скорость поступления кислорода в ванну не всегда равна скорости подвода (продувки), так как не все количество подводимого кислорода может усваиваться ванной. Усвоение ванной всего количества подводимого кислорода возможно только при нормальной ее температуре, обеспечивающей хорошую жидкоподвижность металла и шлака. Например, при донной продувке чугуна в конверторе при недостаточной его температуре ( 1200° С) усвоение кислорода дутья снижается (процесс не зажигается ). При нормальной температуре чугуна (1300—1350° С) усвоение кислорода практически полное. При верхней подаче кислорода неполное усвоение его может быть вследствие недостаточной энергии струи газа, низкой жидкоподвижности шлака и по другим причинам. [c.66] Вернуться к основной статье