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 |
|
||
Реакцій в металургійних агрегатахМінестерство 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. |
|