Балқыту әдісін темір кенін және техникалық оттегіні қолдану арқылы жүзеге асырамыз. Шартты түрде техникалық оттегіні көміртегі және темірдің қышқылдану реакциясына шығындалады деп аламыз, ал қалған қышқылдану реакциялары темір кенінің шала тотығу есебіне кетеді.
Балқыту кезеңі мен қышқылдану кезеңінде келесі элементтер қышқылданады:
1) көміртегі келесідей қышқылданады: ΔС = ΔСР + ΔСО.П. = 0,1 + 0,3 = 0,4 %
немесе
2) кремний толықтай қышқылданады – 0,266 кг;
3) марганец 55 – 70 %-ға қышқылданады. 65 % деп аламыз, немесе
кг
4) күкірт, мыс, никель, молибден толықтай металға айналады;
5) фосфор дайын металда 0,025%-дан аспауы мүмкін. Фосфор бірнеше мөлшерде металға ферросплавамен енгізіледі, оның құрамын 0,015% деп аламыз. Содан кейін ΔР = 0,029 –0,015 = 0,014% қышқылдау керек, немесе
(16)
6) темір 2 – 4 %-ға қышқылданады. 3 % деп аламыз, немесе
Тәжірибе жүзінде темірдің 90%-ы Fe2O3 дейін қышқылданады және электрлік доға аумағында буланады, ал 10 %-ы FeO дейін және Fe2O3 қышқылданады және қоқысқа айналады, сондықтан қатынасы FeO / F2О3 –2-4 болады. FeO / Fе2О3 – 3 деп аламыз, яғни 10 % қышқылданған темір қоқысқа, 7,5 % темір FeO дейін, ал 2,5 % темір – Fe2O3 дейін қышқылданады.
Сонымен, қожға келесідей айналады:
Осы мөлшерден қышқылданады:
FeO
дейін Fe2O3
Электрлік доға аумағында буланады:
кг Fe және Fe2O3
7 кестеде пайда болған оксидтер мөлшері мен көрсетілген элементтердің қышқылдануы үшін қажетті темірдің шала тотығуы көрсетілген.
8 кестеде пайда болған оксидтер мөлшері, шихта темірі және көміртегінің тотығуы үшін қажетті оттегі мөлшері көрсетілген.
Қышқылдану кезеңінің тапсырмаларының бірі металдан фосфорды алып тастау болып табылады. Осы технология бойынша балқыту кезеңінде металдан 80% шамасында фосфор алынады, ал қалған мөлшері – қышқылдану кезеңінің басында алынып тасталынады.
Тәуелділікті сипаттайтын диаграммада lg(Р2О5)/[P]2 қождың қышқылдану және негізділігі 1 суретте келтірілген. Бұл дұрыс келтірілген мәліметтер 1600°С температурада температураның артуы арқылы ((Р2О5)/[P]2 азаяды. Температураның 10ºС-қа төмендеуі арқылы lg(Р2О5)/[P]2 қатынасы 0,05-ға артады.
Қож бен металл арасындағы фосфордың орналасу коэффициенті келесі қатынаспен сипатталады.
(17)
мұнда (Р2О5)/[P]2 – қож бен металл арасында орналасу коэффициенті;
Рисх – қождаағы фосфордың құрамы, %;
[P] – дайын металдағы фосфор құрамы, %;
Шо.п. – қож мөлшері, % (металл салмағына байланысты)
7 кесте
Темірдің шала тотығы (FeO) және пайда болған оксид саны
Тотығу реакциясы | Тотыққан элемент саны, кг | Қажетті FeO саны, кг | Пайда болған оксид саны, кг | Қалпына келтірілген металл темір саны, кг |
[Mn] + (FeO) = (MnO) + [Fe] | 0,266 | 0,266*72/55=0,348 | GMnO=0,266*71/55=0,343 | Fe=0,266*56/55 =0,278 |
[Si] + 2(FeO) = (SiO2) + 2[Fe] | 0,268 | 0,268*72*2/28=1,378 | Fe=0,268*112/28 =1,072 | |
2[P] + 5FeO = (P2O5) + 5[Fe] | 0,014 | 0,014*72*5/31*2=0,081 | Fe=0,014*5*56/2*31 =0,063 | |
Итого: | ∑FeO=1,807 кг | ∑Fe=1,406 кг |
8 кесте
Темірдің шала тотығы (FeO) және пайда болған оксид саны
Тотығу реакциясы | Тотыққан элемент саны, кг | Қажетті оттегі саны, кг | Пайда болған оксид саны, кг |
[C] + (FeO) = {CO} + [Fe] | 0,398 | ||
Fe + O2 = FeO | 0,216 | ||
2Fe + O2 = Fe2O3 | 0,075 | ||
2,687 | |||
Итого | ∑O2=1,778 |
Cурет-1.Тәуелділік графигі |
Қождың негізділі мен қышқылсыздануы 1600ºс температура |
CaO/SiO2 = 1,5;FeO = 15 %; t = 1600oC тең деп ала отырып, 1 сурет бойынша lg P2O5/P = 3,45 тең болады және нәтижесі P2O5/[P]2 = 2850 болады.
(17) формула бойынша қождың санын анықтаймыз. Рисх= 0,029 %; [P] = 0,015% деп аламыз да, нәтижесінде келесі формула шығады:
(18)