теплоємності від температури (рис.4). Видно, що зі збільшенням температури СР спочатку збільшується, потім зменшується на інтервалі температур 500-1900 К, це означає, що на цьому інтервалі температур відношення зміни ентальпії реакції до зміни температури розвивається регрессірующе - ентальпія зменшується тим швидше, чим вище температура. Що підтверджується відповідним графіком і термодинамічними розрахунками.
Рис. 5. Залежність зміни константи рівноваги від температури
Розглянемо графік залежності константи рівноваги від температури (рис.5). Зі збільшенням температури Кр убуває. В інтервалі температур 298-1900К Кp gt; gt; 1, отже рівновагу реакції зміститься у бік утворення продуктів реакції.
Рис. 6. Залежність зміни логарифма константи рівноваги від зворотної температури
Розглядаючи графік LgKр від 1/Т (рис.6) видно, що зі збільшенням зворотної температури LgKр зменшується, що випливає з вищесказаного.
Висновок
Розглянемо графік залежності Ср від температури (рис.4). З нього видно, що зі збільшенням температури Ср зменшується, це означає, що відношення зміни ентальпії реакції до зміни температури розвивається регресують - ентальпія зменшується тим швидше, чим вище температура.
Розглянемо графік залежності? H від температури (рис. 1). З нього видно, що зі збільшенням температури ентальпія зменшується. Ентальпія у всіх розрахунках негативна, отже реакція проходить з виділенням тепла. ? Sт ентропія (рис. 2) - це функція стану термодинамічної системи, а також кількісна міра її безладу. По графіку видно що ентропія зменшується, тобто зменшується безладність системи. Це впливає, сприяє течією реакції у зворотному напрямку.
З рівняння? Gх.р =? hт-T? Sт випливає, що чим вища температура, тим менше вплив ентропії на пряме перебіг процесу. Це пояснюється тим, що з пониженням температури основний вплив має зміна енергії, тому величина T? Sт стає малої проти? hт.
Порядок і знак зміни енергії Гіббса дозволяє якісно передбачити положення рівноваги реакції. Розглянемо графік залежності? G від температури (рис.3). З нього видно, що зі збільшенням температури зміна енергія Гіббса збільшується. Незважаючи на те що? Hт зменшується,? G після 1700К ставати позитивною, внаслідок істотного впливу T? Sт.
Розглянемо графік залежності lgКр від температури (рис. 5). На всьому інтервалі температур lgКр убуває, що свідчить екзотермічного течією реакції. На всьому інтервалі температур lgКр gt; 0 отже рівновага зміститься у бік утворення продуктів реакції.
Розглянемо графік lgКр від 1/Т (рис. 6). На даному графіку залежності lg Kp зворотної температури крива прагне до прямої лінії, що є наслідком рівняння 2,3 * lgКр=(-? Hт/RT) +? Sт/R
Частина 2. ПЛАВКА У ПЕЧІ Ванюкову (НМЗ)
. ФІЗИКО-ХІМІЧНА СУТНІСТЬ ПРОЦЕСУ
металургійний плавка піч термодинамічний
Теоретичні основи процесу Ванюкова розроблені групою наукових співробітників Московського інституту сталі і сплавів під керівництвом доктора технічних наук професора А.В. Ванюкова, після смерті якого, його ім'ям названа піч і технологічний процес. Робочі проекти ПВ виконані конструкторським відділом НФ «Інституту Норільскпроект» ТОВ «Інституту Гіпронікель».
Процес Ванюкова являє собою плавку сульфідної сировини в інтенсивно переміли шлако-штейновой ванні з використанням тепла окислювальних реакцій.
Від інших способів плавки процес Ванюкова відрізняється подачею збагаченого кислоро-дом дуття і шихти в шлакову ванну з невеликим вмістом штейну.
Процес Ванюкова безперервний, здійснюється в печах шахтного типу. Збагачений-ное дуття подають в розплав через фурми, розташовані симетрично з обох сторін печі. По осях фурм розплав в печі ділиться на дві зони: верхню надфурменной (барботируемом) і нижню подфурменной, де розплав знаходиться у відносно спокійному стані.
1.1 Процеси плавлення шихти
У процесі Ванюкова, як і в інших автогенних процесах, елементарні стадії процесу плавлення суміщені.
Нагрівання шихти і дисоціація вищих сульфідів починається під час вертикального руху шихти до поверхні розплаву і завершується в барботируемом області ванни.
При цьому можуть йти наступні реакції дисоціації вищих сульфідів:
2CuFeS2=Cu2S + 2FeS + 1/2 S2 (1)
CuFe2S3=Cu2S + 4FeS + 1/2 S2 (2)
NiFeS2=Ni3S2 + 3FeS + 1/2 S2 (3) S8=7FeS + 1/2 S2 (4)
Ут...
