Растворимость газов в шлаке

Растворимость газов в шлаке [c.90]

Способность сталеплавильных шлаков растворять газы.— азот и водород — является их недостатком, так как обычно активность (фугитивность) газов в газовой фазе значительно выше их активности в металле, и чем выше растворимость газа в шлаке, тем больше возможности его перехода в металл. [c.90]

Работоспособность сварных соединений и сварных конструкций в целом во многом определяется качеством сварных швов. Вопросы надежности работы сварных конструкций в настоящее время приобретают все большее значение из-за их эксплуатации при высоких и низких температурах, в агрессивных средах, при больших рабочих напряжениях. При обработке материалов, в том числе и при сварке, практически всегда образуются различные дефекты. Вид дефектов и механизм их появления зависят от особенностей технологического процесса. При сварке плавлением образование дефектов определяется характером взаимодействия жидкого и твердого металлов, а также металлов с газами и шлаком. Жидкий металл растворяет определенное количество газов из воздуха и газообразных продуктов разложения электродного покрытия. Основными газами, влияющими на свойства металла и чаще всего присутствующими в металле, являются кислород, водород и азот. Водород физически растворяется в расплавленном металле, а кислород и азот с большим количеством металлов вступают в химическое взаимодействие. В процессе охлаждения вследствие снижения растворимости газов в металле происходит их выделение. [c.228]

В первом случае наиболее действительным средством была бы отливка металла в вакууме при наиболее низкой температуре, так как растворимость газов в жидком металле тем меньше, чем меньше давление и температура , и газы должны выделяться из металла в вакуум наиболее полно. В практике иногда применяют эту меру, однако отливка в вакууме представляет технические трудности и потому прибегают обычно к другим, менее действенным мерам для уменьшения количества растворенных газов в жидком металле предохранению от непосредственного соприкосновения с газами под покровом шлаков (которые, однако, только замедляют, но не пресекают насыщение металла газами), наблюдению за чистотой загружаемых при плавке материалов, продолжительному выдерживанию, встряхиванию отлитого жидкого металла, применению различных способов отливки и т. п. [c.176]

Содержащаяся в шихте сера частично удаляется с газами в виде HjS и SO2. Однако значительное количество серы остается в печи в виде сульфидов и распределяется между образующимися жидкими шлаком и чугуном. Наименее желательное соединение серы — сульфид железа FeS, хорошо растворимый в металле. [c.22]

Таким образом, главным 4 словием получения наплавленного металла высокого качества является защита его от окисления кислородом окружающей среды. Это достигается, во-первых, созданием вокруг расплавленного металла защитной среды из газов и шлаков. Однако полностью защитить металл от окисления не удается. Поэтому вторым средством для решения указанной задачи является удаление кислорода из наплавленного металла с помощью химических элементов, обладающих большим сродством к кислороду, чем железо, и образующих окислы, менее растворимые в жидком металле, чем РеО. Этот процесс называется раскис- [c.55]

Сера. Попадает в Fe из кокса (- 90%) и через газы и образует растворимое в чугуне соединение FeS. Сера — вредная примесь, ее следует удалять. Для этого необходим основной шлак. [c.324]

Выплавку стали производят в плавильных печах конвертерах, мартеновских, электрических и других. Чугун и стальной скрап помещают в печь и одновременно нагревают и подвергают окислению. В результате окислительного процесса в металле уменьшается содержание углерода и примесей. Углерод, соединяясь с кислородом, превращается в газ — окись углерода СО, который удаляется в атмосферу печи. Кремний, марганец, фосфор, железо и сера образуют окислы и другие соединения, не растворимые или малорастворимые в металле (SiO.,, МпО и др.). Они при благоприятных условиях плавки всплывают на поверхность расплавленного металла и вместе с флюсом образуют шлак. Образующаяся при окислении железа закись железа FeO частично растворяется в металле и этим ухудшает его свойства. Поэтому обязательным процессом, который завершает процесс получения стали, является ее раскисление (уменьшение содержания в ней кислорода). Сталь выпускают из печи в разливочные ковши, а затем разливают, в результате чего получаются слитки. [c.44]

Для получения необходимых свойств металла шва важное значение имеют физические и технологические свойства шлака. Сварочный шлак должен обладать меньшей температурой плавления, чем основной металл (примерно на 200— 350°С). Это необходимо для того, чтобы шлак в расплавленном состоянии полностью покрыл всю поверхность сварочной ванны (эффективное защитное действие шлака, улучшается формирование шва). Шлак должен иметь плотность меньше, чем плотность основного металла хорошую жидкотеку-честь для быстрого протекания в нем химических процессов способность защищать расплавленный металл от воздуха и вместе с тем легко пропускать газы, выделяющиеся из ванны металла хорошую растворимость различных соединений минимальное количество вредных примесей способность легко отделяться от металла сварочного шва в твердом состоянии., - [c.213]

Влияние других элементов на свойства оловянных Б. О растворимости газов в твердой и жидкой Б. данных недостаточно. Если принять, чт.) Б. в отношении газов будет аналогична меди как ее главной составляющей, то можно будет считать, что водород и окись углерода способны растворяться в жидком металле, и растворимость резко падает в момент перехода из жидкого состояния в твердое. Действительно, многочисленные наблюдения по казали, что плавка Б. в восстановительной атмосфере неизменно ведет к понижению качества отливки вследствие образования раковин и пор. Клаус указывает, что присутствие олова понижает растворимость газов в меди. Кислород, незначительно растворяясь в твердой меди, образует с ней закись меди (Си О). Присутствующее в Б. олово восстанавливает закись меди с образованием оловянного ангидрида 8пОз. Последний отчасти уходит в шлак, отчасти остается в металле в виде отдельных включений серого цвета. Эги включения, образуя пленки по границам зерен, сильно снижают механич. качества ]3., создавая хрупкость. Влияние металлич. примесей на свойства меди и Б. изучалось многими исследователями. Наиболее часто встречающимися примесями в Б. являются цинк, фосфор, свинец. Примеси эти изменяют свойства Б. в известных случаях в лучшую сторону, а потому весьма часто вводятся в сплав как специальные добавки. [c.547]

Определяя OpejO и учитывая, что в области гомогенных шлаков резО зная Opgo и Pqj) можно оценить гетерогенность шлака по магнетиту. Величина Pq при плавке определяется из балансовых расчетов совмещенных реакций. Наряду с данными об активности FeO для расчета обменных взаимодействий между металлом, штейном и шлаком необходимы и значения активности соединений цветных металлов. Они могут быть получены из экспериментов о равновесии в системах шлак - газ, металл - шлак и штейн - шлак. При этом важно получить не только оценочные по порядку величины данные, но и математические уравнения их изменений в возможно более широком диапазоне параметров. Иногда удобно оперировать двумя компонентами Me Ох и MeSX, определяющими соответственно оксидную и сульфидную растворимость металла в шлаке. [c.51]

Описание оксидной растворимости меди в шлаке следует рассматривать как составную часть задачи моделирования фазовых равновесий в системе медь - шлак - газ. С хорошим приближением состав шлака может быть представлен как фигуративная точка в системе uOj, 5 -FeO - FeOj s - ЗЮд - aO - AlOj 5. В рассматриваемой системе 6 компонентов и три фазы медь, шлак и газ, поэтому число степеней свободы согласно правилу фаз равно 5. В этом случае можно считать полными данные экспериментальных работ, где определены 5 независимых переменных в случае 6-компонентного шлака, 4 переменные для 5-компонентного шлака и т.д. [c.68]

Окислы меди растворимы в шлаке и в металле, и для снижения их скачивают шлак, используя его в конвертере, а на поверхность металла насыпают древесный уголь для предохранения от окисления. Затем ведут процесс дразнения для удаления растворенных газов. Сначала вводят сырые деревянные шесты для выделения водяных паров и газов от сухой перегонки, а затем сухие шесты для восстановления меди из окислов и превращения ее в пластичный, легко изгибающийся металл. Готовую медь разливают на слитки для прокатки или в анодные пластины для электролитического рафинирования. Рафнтроваше производят для получения наиболее высококачественной меди и выделения из нее благородных металлов. [c.53]

В флюсах-шлаках растворимы и водород, и пары воды. В шлаках, не содержащих легковосстановимых оксидов (РеО, МпО и др.), растворяются только пары воды. Более того, изучение масс-спектров газов, выделяющихся из шлаков в вакууме, показало, что из оксидных шлаков, даже состоящих преимущественно из относительно прочных оксидов, выделяется водяной пар. Из фторидных шлаков наряду с парами воды выделяется также небольшое количество На и НР. [c.151]

Регулировать скорость окисления углерода можно, изменяя содержание РеО в шлаке (добавкой руды или других окислителей) и основность шлака, так как при повышении основности Са0/5102 больше закиси железа связывается с известью в соединении калькоферрит, вследствие чего содержание свободной закиси железа уменьшается. Кроме того, регулировать интенсивность окисления углерода можно путем изменения температуры и вязкости шлака. Вязкий шлак малоактивен, причем переход Р еО из шлака в металл происходит медленно, что замедляет процессы окисления углерода. С другой стороны, при густом шлаке затрудняется выделение газов (СО, Н2) из металла, повышается общее внешнее давление, последнее ведет к повышению растворимости газов и к замедлению реакции окисления углерода, что неблагоприятно и для скорости процесса, и для качества металла. Поэтому всегда избегают повышения вязкости шлака, т. е, излишней его основности. [c.126]

Если градиент концентрации легирующего элемента является потенциалом, определяющим характер и направление их диффузии, то кинетика реакций кислородообмена, протекающих в твердой и жидкой фазах, зависит от раскислительной способности элементов. Последняя характеризуется изобарным потенциалом окислов при различных концентрациях и температурах (рис. 19) [81]. Эти два взаимно протекающих процесса (диффузия и окисление) по существу определяют поведение и направление диффузии легирующих элементов до наступления равновесного состояния. Естественно, что при этом значительное влияние оказывают и такие факторы, как исходное содержание элементов в основном металле, температурные условия в зоне резки, длительность сосуществования твердого металла и жидких окислов, а также их физические свойства (газопроницаемость, растворимость газов, вязкость, температура плавления шлаков и т. д.). [c.36]

Влияние состава газов на образование пор при наличии ржавчины зависит от степени окисленности сварочной ванны. Если последняя окислена, то растворимость водорода в металле снижается. В этом случае повышение содержания закиси железа в системе шлак — металл способствует развитию в кристаллизующе 1ся части ванны реакции окисления углерода. Если сварочная ванна хорошо раскислена и металл содержит нужное количество кремния и други.х раскислителей, то создаются условия для активного поглощения ванной водорода. Тогда образование пор в шве следует свя- [c.277]

Окислы титана и железа, фтористый кальций, а также циркон (ZrSiO ) хорошо разжижают сварочный шлак (расплавленные флюс, покрытие электродов) указанных систем, способствуя удалению излишка газа из сварочной ванны. Кроме того, такие окислы, как МпО и Zr02, способствуют удалению избыточного азота из сварочной ванны вследствие увеличения растворимости его шлаком, предотвращая пористость металла шва. Например, как показали опыты по сварке аустенитной стали с повышенным (до 0,35%) содержанием азота, в шлаковой корке без окислов марганца и циркония содержание азота не превышало 0,005%, а при наличии до 10% окисла циркония достигало 0,036% и окисла марганца в таком же количестве — составляло 0,043%. Глинозем повышает вязкость шлака, затрудняя выделение газа из ванны. По данным [4], добавка СаО и FeO в шлаки системы MgO — SiO — AI2O3 снижает их вязкость, а добавка окислов хрома повышает ее. Из сказанного выше ясны пути предотвращения пористости и побитости поверхности сварных швов. [c.319]

При сварке открытой дугой происходит значительный угар легирующих элементов и насыщение металла шва газами (кислородом, азотом и водородом). Угар элементов компенсируется повышением их содер кания в электродной проволоке или введением в ее состав элементов, обладающих большим, чем рассматриваемый, сродством к кислороду. Предотвратить насыщение металла шва газами, и в частности азотом, при сварке без защиты — задача более сложная. В настоящее время она решается снижением их вредного воздействия на свойства металла шва. Кислород связывается в не растворимые в расплавленном металле шлаки, всплывающие на поверхность шва, как и при сварке в углекислом газе. Азот для предотвращения образования нитридов и охрупчивания металла шва переводится в твердый раствор. Это достигается легированием металла шва титаном, алюминием, селеном и други.ми эле.ментами. Для сварки открытой дугой находят применение также электродные ироволоки мароь ЭР156 и ЭИ649. [c.42]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...