Реакции окисления

___Главный металлург нашей компании “ТехноИнжениринг.РФ” пишет для повышения квалификации специалистов литейного производства:
___Реакции окисления кремния, марганца, углерода и фосфора происходят как по схеме одностадийной (газообразным кислородом О2), так и двухстадийной (FeO в шлаке и О в металле):
—1.) Si + О2 = SiO2.
—2.) Si + 2FeO = SiO2 + 2Fe.
—3.) 2Mn + O2 – 2MnO.
—4.) Mn + FeO – MnO + Fe.
___Для углерода более развита реакция окисления газообразным кислородом, а также кислородом, растворенным в металле:
—1.) 2С + О2 = 2СО.
—2.) С + О = СО.
___Растворенный в металле кислород окисляет также часть кремния: Si + 2О = SiO2. Для успешного протекания окисления фосфора необходимо одновременное участие оксидов железа и кальция шлака: 2Р + 5FeO + 4СаО = 4СаО*Р2О5 + 5Fe. Это связано с химической неустойчивостью Р2О5 и восстановлением из него фосфора в металл при отсутствии в шлаке достаточного количества СаО. Все указанные реакции идут с выделением тепла, поэтому с повышением температуры по ходу процесса они могут изменить направление на обратное. Это наблюдается для марганца и фосфора.
___Изменение состава металла и шлака, а также температуры металла по ходу кислородно конвертерного процесса характеризуется математическими данными. Окисление кремния заканчивается в основном за 3 – 6 минут процесса в зависимости от его содержания в перерабатываемом чугуне. Одновременно окисляется марганец, однако этот процесс в условиях кислородного конвертера протекает с меньшей полнотой. Марганец дает менее-химически прочный оксид МnО, чем кремний, к тому же имеющий как основание большую активность в основном шлаке.
___Переход марганца в шлак внутри кислородного конвертера, обычно ограничивается его остаточными содержаниями в металле 0,10 – 0,15% и более в зависимости от начального содержания марганца в чугуне. Эти содержания по ходу продувки могут дополнительно повышаться вследствие восстановления марганца из шлака по реакциям:
—1.) MnO + Fe = Mn + FeO.
—2.) MnO + С = Mn + CO.
___Эти реакции являются желательными, так как приводят к увеличению содержания марганца в получаемом металле и экономии ферромарганца при доведении химического состава до требуемого.
___Важнейшей особенностью кислородно конвертерного процесса является быстрое окисление фосфора почти с самого начала процесса. Поскольку температура металла при этом еще не высока (менее 1400 градусов), несмотря на невысокое содержание СаО в шлаке (30 – 35%), восстановление фосфора не начинается. В последующий период при более высокой температуре (1500 градусов), окисление фосфора замедляется и может переходить в восстановление и вновь ускоряется при повышении содержаний СаО в шлаке до 47 – 50%.
___ 
___________________________________________
Рубрика: 4. Литейное производство сплавов | Метки: | Оставить комментарий