Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Контакти
 


Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция






Реакцій в металургійних агрегатах

Мінестерство освіти і науки України

Криворізький металургійний інститут

ДВНЗ «Криворізький національний університет»

Кафедра металургійних технологій

 

 

Методичні вказівки

 

до виконання курсової роботи

«Розрахунок хімічних рівноваг в шлако-металічних системах»

для студентів які навчаються за напрямом 6.050401« Металургія»

професійного спрямування « Металургія сталі»

 

Кривий Ріг

2014 р.

 

Пастушенко З.З. Методичні вказівки до виконання курсової роботи «Розрахунок хімічних рівноваг в шлако-металічних системах» для студентів які навчаються за напрямом 6.050401« Металургія» професійного спрямування « Металургія сталі» – Кривий Ріг. - 2014.- 27с.

 

Методичні вказівкивміщують розрахунки по термодинаміці рівноваги реакцій в системі шлак-метал ; включають теоретичну частину, яка відноситься до змісту навчальної дисципліни, задачі і приклади розрахунків рівноважних і нерівноважних станів системи метал-шлак.

Мета – допомогти студентам в засвоєнні основних теоретичних положень курсу і методів розрахунку рівновагих концентрацій елементів в металі і ухилення реакції від рівноваги в процесах окислення і відновлення.

 

 

Укладач доц., к.т.н. Пастушенко З.З.

 

Рецензент проф., д.т.н. Лялюк В.П.

 

 

Розглянуто та затверджено на засіданні кафедри металургійних технологій

«27» серпня 2014 р., протокол №1.

 

Загальна характеристика рівноваги хімічних

реакцій в металургійних агрегатах

В якості однієї з характеристик рівновагого стану термодинамічної системи з хімічними реакціями використовується константа рівноваги, яка висловлюється через закон діючих сумішей і визначає рівновагий стан системи. Для чисто газових реакцій закон діючих сумішей записується через парціальний тиск продуктів реакції і вихідних речовин. Так, вираз константи рівноваги для реакцій має вигляд

 

.

У випадку ідеальних розчинів парціальні тиски заміщуються концентраціями

.

Для реальних розчинів, замість концентрацій реагуючих речовин і продуктів реакції записують їх активності, які представляють собою, так звані «вільні концентрації».

.

Величина активності залежить від вибору стандартного стану, визначеного початком відрахунку для концентрації. Для розчинів застосовуються два основних стандартних стани : чиста речовина і розбавленний розчин. В першому випадку концентрації висловлюються в мольних долях і позначаються через , для чистої речовини . В другому випадку за початок відрахунку приймаєтся 1% розчин, його концентрація висловлюється через С, % . Активність речовини в розчині рівна помноженню його концентрації на коефіціент активності.

В залежності від обраного стандартного стану прийняті наступні вирази для активності : при стандартному стані „чиста речовина” , при стандартному стані „розбавлений розчин” - ( і - коефіціенти активності). Для чистої речовини в першому випадку В металургії для запису реакцій і констант рівноваги прийнято розчин елементу в залізі брати в квадратні дужки, наприклад, [Mn], речовини в шлаці в круглі, наприклад, (SіО2). Гази беруть в фігурні дужки або супроводжують індексом „г” або „газ” – { CO}, COг , COгаз . При гетерогенних реакціях з участю газів запис реакції і вираз константи її рівноваги будуть мати вигляд

 

.

 

У багатьох випадках при розрахунках металургійних процесів розв'язується задача визначення рівновагого стану реакцій, протікаючих тільки в металі з утворенням нової фази, і на кордоні метал-шлак. У багатьох випадках к першим відносяться реакції взаємодії з киснем, розчиненим в металі, в вругому – реакції обміну між металом і шлаком.

Реакції взаємодії речовин в об'ємі металу (а це, в першу чергу, реакції окислення домішок розчиненим в металі киснем і розкислення) можуть не протікати з утворенням як чистих речовин, так і складних оксидних розплавів. У випадку протікання їх на кордоні метал-шлак, з домішками взаємодіє шлакова фаза відомого складу.

При виникненні конденсованої нової фази в реакції між домішками, розчиненими в залізі, і киснем завжди бере участь і залізо. Але доля оксидів заліза в складі конденсованої фази відносно невелика і в більшості розрахунків в якості продукту реакції може бути прийнятий оксид окислюючої домішки. При цьому реакції окислення при температурах сталеплавильних процесів можуть бути описані рівняннями

 

тв , (A)

тв , (Б)

тв , (B)

 

Вирази для константи рівноваги цих реакцій будуть мати вигляд (активності чистих конденсованих речовин рівні одиниці)

 

, (1)

, (2)

, (3)

 

Якщо в ході реакцій утворяться комплексні продукти розкислення, які знаходяться в рідкому станні або реакція окислення киснем протікає на кордоні шлак-метал і оксид, який утворився розчинений в шлаці, то згадані реакції записуються рівняннями :

 

, (Г)

, (Д)

. (Е)

 

Вирази для констант рівноваги будуть :

 

, (4)

, (5)

, (6)

 

Декілька відмінна по своєму характеру реакція окислення вуглецю, так як в якості її продукту утворюється газ – монооксид вуглецю

, (Ж)

і вираз для константи рівноваги буде

, (7)

При протіканні реакцій окислення на кордоні метал-шлак окислювачем є оксид заліза – FeO, і рівняння реакцій можуть бути записані як

, (З)

, (І)

(К)

. (Л)

В загальному вигляді константи рівноваги для такого запису реакцій будуть мати вигляд

, (8)

, (9)

, (10)

, (11)

 

При розрахунках рівноваги реакцій (3) – (Л) найбільшу складність представляє розрахунок як активностей елементів в металі, так і активностей компонентів шлаку. Для більшості приведених реакцій константи рівноваги отримані експериментальним шляхом і вирази для їх розрахунку залежать від вибору авторами модельних уявлень про механізм взаємодії структурних часток в розплавах. При докладі розрахунків рівноваги окремих реакцій будуть необхідні дані рекомендації про вибір моделі для розрахунку активностей.

При відносно невеликому вмісту домішок в розплавах заліза (до 6-10%), до яких відносяться більшість марок сталей і чавунів, прийнято рахувати, що активність заліза в металургійному розплаві дорівнює одиниці , а розрахунки активностей виконувати по параметрам взаємодії (параметрам Вагнера) [1,2,3].

Для шлаків найбільш часто в розрахунках використовують модель регулярних іонних розчинів В.А. Кожеурова [3,4] і модель шлаку як фази з колективними електронами А.Г. Пономаренко [2,3].

 




Переглядів: 275

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.006 сек.