ії FеО в шарі шлаку, який межує з металом. Надалі має місце дифузія кисню та оксиду FеО в обсязі металу і шлаку, який протікає з малою швидкістю. Однак інтенсивне перемішування рідкої ванни печі пухирцями СО, які виділяються при взаємодії між оксидом FеО і вирівнювання складів металу і шлаку.
Збільшення змісту FеО у шлаку, зменшення концентрації кисню в металі, збільшення температури металу і зменшення в'язкості шлаків збільшують швидкість переходу оксиду заліза FеО з шлаку в метал. p> Відповідно до існуючою теорією, при взаємодії вуглецю з оксидами металів важлива роль належить процесам переходу оксидів в пароподібний стан і перенесення пар на поверхню поновлення. У цьому випадку основним відновлювальним агентом є твердий вуглець, на поверхні якого і протікають реакції відновлення оксидів. До особливостей вуглетермічніх процесів, які протікають в Fе-С розплаві, варто також віднести виникнення реакцій карбідоутворення, що отримують переважна розвиток при досить високих температурах. Як правило, у процесі карбідоутворення з'являються проміжні оксікарбідні розчини, які представляють собою фази змінного складу з широкою областю гомогенності.
При використанні в якості відновника вуглецю однією з причин, які ускладнюють протікання відновних процесів, є вторинне карбідоутворення, що відбувається за рахунок окислення вже відновлених елементів монооксидом вуглецю газової фази. При цьому крім первинного карбідоутворення, що відбувається за рахунок термодинамічної більш ймовірного відновлення оксидів до карбидам (Sі, Mn, Fе тощо), утворюється додаткова кількість карбідів, що в ряді випадків призводить до утворення додаткової кількості шлаків з високим вмістом карбідів. Такі шлаки виходять гетерогенними з високою в'язкістю, яка є причиною збільшеної кількості корольків металу в них і, отже, зменшення витримці провідних елементів і ускладнення протікання відновних процесів, пов'язаних з утворенням значної кількості шлаків в печах.
Так, наприклад, дослідження реакцій взаємодії монооксиду вуглецю і шихти, складеної з оксиду кремнію і металевої частини, представленої Mn, Fе та ін, показують, що при температурах 1673-2073 К спочатку відбувається вторинне карбідоутворення. При цьому Fе переходить в Fe 3С, - у SіС, Mn - в Mn 7С3, потім починається взаємодія карбідів із оксидами. p> При зменшенні активності відновленого елемента (Sі, Mn, Fе тощо) вторинне карбідоутворення протікає у меншій мірі. Цим визначається позитивна роль металевого розплаву при рідко фазному відновлення оксидів металів.
При плавці в дугових і плазмових печах в пріелектродній області дуги на поверхні металевої ванни спостерігається високий перегрів рідкого металу. p> Наявність градієнта температури в рідкій ванні і виділення газоподібних продуктів реакції в результаті взаємодії вуглецю з оксидом металу сприяє створенню інтенсивних потоків розплаву, що прискорюють протікання процесів тепло-і масопереносу. p> При рідко фазною відновної плавці фізико-хімічні процеси, які протікають в рідкій ванні, містять в собі: термічне розкладання складних сполук; відновлення оксидів металу; плавлення шихти та освіта рідких фаз; поділ металевої та шлакової фаз.
2 Методика проведення ЕКСПЕРИМЕНТ
2.1Опісаніе експериментальної установки
З метою відпрацювання основних технологічних параметрів плавки були проведені дослідження особливостей процесу при переплаву відпрацьованих нікелемісткіх каталізаторів у плазмової печі постійного струму ємністю 10кг. p> Експериментальні плавки проводилися в плазмової печі, схема якої показана на малюнку.
В
Рис. 1 Схема експериментальної установки
Конструкція печі включає корпус 1, плавильний тигель з вогнетривкої футерівки 2, кришку 3, дугового плазмотрон 4, механізм переміщення плазмотрона 5, пристрій для завантаження шихти в плавильний тигель 6, оглядове вікно 7, струмопровід 8, що складається з металевої плити 9, графітової плити 10 і мідної шини 11. Плавильний тигель розміщався всередині плавильної камери. Пристрій для завантаження шихти було виконано у вигляді керамічної труби з лійкою, розміщеної на кришці печі. Подового електрода служив графітовий стрижень, вмонтований у футеровці поду печі.
2.2 Методика дослідження.
При проведенні експериментальних плавок спочатку наводилася рідка ванна шляхом розплавлювання заготовок ст.З. Після наведення рідкої ванни на її поверхню завантажували каталізатори, флюс і електродний бій певними порціями. p> У період розплавлювання сталевого брухту струм дуги підтримували рівним 630-650 А, а після розплавлювання металу і завантаження каталізаторів, флюсу та електродного бою струм дуги зменшували до 500-550 А.
Рідкий метал зливали разом з шлаками в попередньо нагріту до температури 403-573 К і облицьовують вогнетривкої глиною графітову вілівніцю. p> З меті вивчення можливості отримання нікелевмісткіх сплавів з відпр...
