Балқыту кезеңі және қышқылдану кезеңі. Балқыту әдісін темір кенін және техникалық оттегіні қолдану арқылы жүзеге асырамыз

 

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. Р_исх= 0,029 %; [P] = 0,015% деп аламыз да, нәтижесінде келесі формула шығады:

 

(18)