Металлургия стали
  4.1 Значение реакции окисления углерода в сталеплавильных процессах

При повышении температуры скорости химического взаимодействия увеличиваются быстрее, чем скорость массоопереноса участвующих в реакции веществ. Поэтому при температурах сталеплавильных процессов кинетические ограничения исчезают и реакции, как правило, протекают в диффузионной области. Это означает, лимитирующими звеньями реакций являются процессы доставки взаимодействующих веществ к месту протекания реакции, отвода продуктов реакции из зоны взаимодействия, переноса взаимодействующих веществ через поверхности раздела фаз и т.д.

В таблице 4.1 приведены данные о величине коэффициентов диффузии некоторых химических элементов в жидком железе.

Таблица 4.1 – Значения коэффициентов диффузии веществ в жидком железе

Значения коэффициентов диффузии веществ в жидком железе

Ввиду малых значений коэффициентов молекулярной диффузии в спокойном не перемешиваемом металле массоперенос вещества даже при высоких температурах протекает очень медленно. Поэтому большинство сталеплавильных процессов может быть реализовано за технологически приемлемый промежуток времени только при проведении мероприятий, направленных на увеличение скорости тепло- и массообменных процессов.

С этой целью при выплавке стали в кислородных конвертерах, мартеновских и дуговых электросталеплавильных печах вместе с металлической шихтой в ванну сталеплавильного агрегата обычно вводят избыточное количество углерода, который затем по ходу плавки непрерывно окисляют.

Окисление углерода сопровождается образованием большого количества газообразных продуктов реакции (окисление 1 кг углерода при 1500оС сопровождается образованием более 10 м3 CO). Удаляясь из ванны в виде пузырей, этот газ обеспечивает интенсивное перемешивание металла и шлака, увеличивая скорости тепло- и массообменных процессов на несколько порядков, что позволяет закончить плавку за технологически приемлемое время.

  4.1 Значение реакции окисления углерода в сталеплавильных процессах
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ