рах протікає вкрай швидко. p> Процеси освіти металевого розплаву і шлакоутворення протікають у дві стадії: розплавлювання легкоплавких складових шихти і розчинення більше тугоплавких речовин у цих розплавах.
Шлакообразованіе, як правило, починається після розплавлювання металевої складової шихти і відбуваються більш повільно, тому що для більшості оксидів шихти температура плавлення вище заліза. При обмежених температурах в плавильному агрегаті особливо важливого значення набувають процеси розчинення тугоплавких оксидів у первинних шлакових розплавах. Процеси розчинення є дифузійними і тому протікають значно повільніше процесів розплавлювання легкоплавких компонентів. p> Освіта шлаків в плавильних печах починається, як правило, з отримання легкоплавкой евтектики, наприклад, оксидо-сульфідних евтектики, і більше складних багатокомпонентних легкоплавких композицій.
Найбільш повільним етапом плавки, навіть для сучасних процесів, є виплавка феросплавів, в яких лімітуючими стадіями є коалесценція металевих крапель і поділ металу і шлаків. Досить ефективним прийомом прискорення коалесценції крапельок металу є перемішування шлаків з металевим розплавом, який утворюється при плавленні шихти. p> У цей час інтенсивно ведуться роботи зі створення технологій одержання сплавів з оксидних матеріалів методом рідкофазного відновлення металів і є досить переконливі дані, які підтверджують ефективність цього способу плавки [8]. p> Слід зазначити, що під керівництвом Ванюкова AB на підставі багаторічних теоретичних досліджень металургійних процесів, вивчення будови та фізико-хімічних властивостей розплавів, закономірностей поділу фаз і шляхів зниження втрат металів здійснені роботи по створенню процесу плавки сульфідного сировини в розплаві, названого плавкою в рідкій ванні.
Встановлено, що при розчиненні відновленого елемента з оксиду металу в металевому розплаві настає зміна величини енергії Гіббса системи і більшу повне відновлення оксиду за рахунок зменшення активності відновленого елемента при переході його в розчин. Зменшення загальної енергії системи при утворенні розчину знижує температуру відновлення провідного елементу і витрату електроенергії на відновлення. При цьому більше низька активність ведучого елемента зменшує парціальний тиск пари поновленого елемента, а, отже, його втрати з газовою фазою. У металевому розчині за рахунок зменшення активності компонентів знижується ступінь взаємодії елементів з монооксидом вуглецю, а скорочення вторинного карбідоутворення збільшує витримку провідних елементів, покращуючи умови протікання металургійних процесів в печі за рахунок зменшення кількості шлаків, його в'язкості і втрат металу з шлаками.
Розглянуті особливості процесів плавки шихти в плавильних печах і характер протікання металургійних процесів в рудовідновлювальніх печах в деякій мірі можуть бути перенесені на процес рідкофазної відновлювальної плавки. Однак вони не розкривають механізм процесу плавки, при якому протікають фізико-хімічні процеси мають свої особливості і містять в собі,: термічне розкладання складних сполук; відновлення оксидів металів; плавлення шихти і утворення шлаків; поділ металевої та шлакової фаз.
Відомо, що період плавлення шихти і, в першу чергу, окатишів та інших оксідовмісткіх матеріалів в дугового печі, характеризується різноманіттям процесів масо-і теплопередачі, обумовлених дією як теплотехнічних, так і технологічних факторів. Під технологічними факторами мається на увазі сукупність фізико-хімічних процесів, які супроводжують плавлення,: обезуглероживание ванни; шлакообразованіе, окислення металу киснем атмосфери печі та інше. p> З теорії сталеплавильних процесів відомо, що при введенні залізної руди в шлаки збільшується в ньому вміст оксиду заліза (Fe2O3). Останній при взаємодії з корольками металу, які утримуються в шлаку, а також з залізом на поверхні розділу метал-шлак поновлюється до оксиду (Fe) за реакції
(Fe 2 O 3 ) + [Fе] = 3 (FеО) (1.1)
Оксид заліза FеО шлаку окислюється також до оксиду Fe2O3 при взаємодії з киснем пічної атмосфери:
2 (FеО) + 1/2 {Про 2 } = (Fe 2 O 3 ) (1.2)
У результаті протікання реакцій (1.1) і (1.2) відбувається збільшення вмісту оксиду заліза FеО в шлаці. p> Як відомо, оксиди металів можуть бути відновлені вуглецем. Цей процес є одним з основних методів, що застосовуються в металургії при виплавці металів, сплавів і феросплавів. p> Окислення вуглецю в залізовуглецевих розплаві оксидами FеО є гетерогенної реакцією і складається з наступних стадій:
- перехід оксиду FеО з шлаку в метал;
- взаємодія між оксидом FеО (киснем) і вуглецем з виділенням монооксиду вуглецю (З) у вигляді бульбашок в атмосферу печі. p> Перехід оксиду заліза FеО з шлаку в метал супроводжується збільшенням концентрації кисню в прошарку металу, який межує з шлаками, і зменшенням концентрац...
