Реакция - обезуглероживание
Cтраница 2
При температуре выше 300 С на поверхности металла параллельно с реакцией обезуглероживания протекает процесс хемосорб-ции водорода и его распад на атомы. Диаметр атома водорода составляет 0 1 нм, и он обладает большой подвижностью. [16]
 |
Влияние температуры термообработки на содержание углерода в порошке. [17] |
Как отмечалось выше, при термообработке порошков карбонильного железа в атмосфере водорода реакция обезуглероживания порошка является лимитирующей. В наших экспериментах по подбору оптимальных условий термообработки порошкового карбонильного железа марки Р-10, проводимой в токе водорода при неподвижном слое толщиной 3 - 5 см, установлено, что до температуры 350 С обезуглероживание порошка практически не происходит. Спекания порошка при этом не наблюдается. [18]
Эндотермичность перехода закиси железа из шлака в металл определяет эндотермичный тепловой эффект реакции обезуглероживания металла под окислительным шлаком. [19]
Таким образом, при взаимодействии водорода с карбидными фазами стали при высоких давлениях и температурах создаются термодинамически выгодные условия для образования продуктов коррозии и реакция обезуглероживания протекает с образованием метана. [20]
Металлографические ( рис. 1& в) и электронномикроско-пическне исследования показывают, что продесс обезуглероживания начинается по границам зерен. При этом продуктом реакции обезуглероживания является метан. Размер молекул метана ( f 2 96 А) достаточно большой, и такая молекула не может диффундировать через решетку металла. Накопление продуктов реакции ( метана и атомарного водорода, рекомбинирующегося в молекулы) может происходить первоначально в порах и микропустотах межкристаллитной прослойки на границах зерен металла. [21]
 |
Зависимость между кислородом и углеродом, растворенными в металле. [22] |
Несмотря на расхождения в определениях величины теплового эффекта, очевидно, что его абсолютное значение невелико и большинство исследований утверждают слабо экзотермический тепловой эффект. Представление постоянной равновесия реакции обезуглероживания в виде К рсо / [ % С ] [ % О ] является приближенным, так как не учитывается отклонение коэффициентов активности углерода и кислорода от единицы с изменением состава расплава и его температуры. [23]
Одновременно с проникновением водорода в сталь начинается ее поверхностное обезуглероживание. Термодинамические расчеты подтверждают, что при высоких давлениях водорода и температурах 200 - 600 равновесие реакции обезуглероживания смещается в сторону образования метана и разложение цементита происходит почти полностью. [24]
Благодаря этому реакция обезуглероживания протекает без торможения, связанного с образованием новой фазы. Пузырьки окиси углерода, зарождаясь на поверхности подины печи или на ее откосах, всплывают через толщу жидкого металла и увеличиваются вследствие протекания на их поверхности реакции обезуглероживания, продуктом которой является опять-таки окись углерода. [25]
 |
Давление выделения окиси углерода при насыщении металла кислородом. [26] |
При попадании струи нераскисленной стали в вакуум она разрывается на капли. По данным [185], диаметр капель изменяется в пределах 1 - 10 - 4 см. Степень дробления струи и угол ее раскрытия увеличиваются с ростом окисленности металла [186], следовательно, реакция обезуглероживания, сопровождающаяся выделением окиси углерода, является одной из главных причин разрыва струи. [27]
Углерод, участвующий в указанных реакциях, находится в феррите непосредственно на поверхности микрополо-стей со скопившимся в них водородом. По мере удаления углерода из твердого раствора а-железа образуется градиент концентраций углерода между микрополостью и окружающим ее перлитом, что приводит как к диффузии углерода в зону реакции, так и к распаду цемен-тнтноп составляющей. Нижним температурным пределом реакции обезуглероживания при атмосферном давлении является 310 - 320 С. Увеличение давления снижает температурную границу реакций обезуглероживания с образованием метана, например, при давлении 50 МПа до 200 - 220 С. Следует учитывать, что в условиях высоких температур и давлений атомарный водород по границам зерен диффундирует существенно активнее, чем по самим зернам. Диффузия по зернам затруднена относительно малой растворимостью водорода в зернах феррита, потенциальными барьерами в виде границ зерен, дефектами кристаллической решетки ( поры, коллекторы), улавливающими водород, повышенной энергией активации. [28]
Если процесс обезуглероживания протекает при давлении 1 - 2 ат и содержание углерода не опускается ниже 0 05 %, что имеет место в большинстве сталеплавильных процессов, то количество СО2 в продуктах реакции пренебрежимо мало. Например, после закупоривания слитка кипящей стали реакция обезуглероживания развивается при давлении, достигающем 15 ат [ 45, с. Высокое давление может иметь место также в тех случаях, когда реакция обезуглероживания встречает большие кинетические затруднения. [29]
Между тем потребности практики требуют знания закономерностей, определяющих протекание химических процессов во времени. Это необходимо для разработки методов интенсификации процессов в промышленных агрегатах, а также способов их автоматизации. Так, установление временного закона, описывающего протекание реакции обезуглероживания стали, необходимо для создания автоматического управления конверторами и мартеновскими печами и открывает возможность оптимизации их работы. [30]
Страницы: 1 2 3