Определение потерь от окисления

Категория:
Вагранка


Определение потерь от окисления

Когда -окисляется металл или его примеси, то кислород на окисление, как и на горение, расходуется из воздуха, вдуваемого в вагранку. Это, конечно, отзывается на составе газов. В воздухе дутья среднего давления на 100 объемов азота приходится 26,5 Объемов кислорода. Если анализ отходящих газов показывает меньшее количество кислорода, то с уверенностью можно считать, что недостающая частъ ушла на окисление, при контакте1 кислорода дутья или горячего углекислого газа с металлом.

Был проведен опыт с двумя вагранками различной конструкции диаметром 1350 мм. Одна вагранка была обыкновенного типа, а другая конструкции Пумэ (ранее упоминавшаяся), представленная на рис. 53. Последняя считалась лучшим типОм, так как расходовала только 71,7% кокса против количества, расходуемого обыкновенной вагранкой; кроме того скорость плавления в этЪй вагранке была на 25% больше. При проведении опыта учитывались только эти факторы.

Так как металл стоит дороже кокса, то сбережение только кокса не должно быть главным руководящим принципом в экономике эксплоатации вагранки.

Для определения убыли кислорода необходимо пересчитать углекислоту и окись углерода на объемы, эквивалентные! объему кисло-

рода; молекула углекислоты зани-мает тот же объем, что и молекула -кислорода, тогда как объем, занимаемый окисью кислорода, вдвое больше объема молекулы кислорода (здесь речь идет, конечно, об объеме при нормальном давлении и нормальной температуре!).

Азот остается, конечно, без изменения при прохождении через шихту вагранки. Если теперь мы пересчитаем этот объем кислорода на 100 объемов азота, то получим следующее: (18,43:81,51) 100 = 22,61 против 26,5—объема, который должен был бы иметь кислород. Следовательно, имеется убыль 3,89%, т. е. при плавке «пропало» 14,67% кислорода.

В обыкновенной вагранке произошло следующее: С03 + СО + 02, Т. е. 12,66 + 5,26 + 0,33 = 18,25 — объем кислорода, остальное до 100% —объем азота.

Пересчитывая теперь объем кислорода на эквивалент 100 объемов азота, получаем следующее: (18,25:76,51) 100 = 23,85— объем кислорода против 26,5%, или, в данном случае, убыль кислорода составляет 100%.

Прежде чем решать вопрос, было ли в вагранке Пумэ потерь на Окисление больше, необходимо подсчитать количество кислорода в воздухе дутья для каждого случая. Это можно сделать посредством газового анализа и взвешивания кокса, сгорающего в каждой вагранке.

Рис. 53. Вагранка Пумэ.

Так как вес углерода как в молекуле углекислоты, так и в молекуле окиси углерода одинаковый, то относительные объемы этих газов дают пропорцию углерода, расходуемого в процессе работы; Желательные результаты дает нам следующий метод расчета,

В вагранке Пумэ 18 из 18,12 г-мол было сожжено до углекислоты, причем для сгорания потребовалось 18 г-мол кислорода, тогда как 0,12 г-мол кислорода для той же цели взяли 0,06 г-мол для сожжения В окись углерода.

Количество дутья Составляло 208 кг. Поэтому получаем-208 — 154 = 54 кг кислорда, взятых металлом или поглощенных шлаком, вследствие окисления металла.

Количество воздуха на плавку составляло 184 кг. Следовательно, количество потерь кислорода при плавке будет: 184—166 = 18 кг кислорода, т. е. потери на поглощение металла или при окислении составляли около 10%-.

Вышеприведенные цифры, конечно, нельзя считать абсолютно точными, так как не учтена углекислота, выделяющаяся при разложении известняка, поэтому нужна поправка на свободный кислород.

Из сказанного мы видим, что в вагранке Пумэ было сэкономлено 12,5 кг кокса, а из газов ушло 8 кг свободного кислорода; это количество кислорода способно обратить 28 кг железа в окись железа. Приблизительно двойной вес сбереженного кокса был израсходован без пользы на окисление железа.

Это является не только фактором повышения стоимости новой установки, но и требует большего количества дутья, т. е. больших

эксплоатационных расходов. Требовались более точные измерительные приборы при большем расходе рабочей силы. Окисление металла др известной степени неизбежно, но важно его свести к минимуму.

Следует помнить, что железо, обладающее более слабым химическим сродством с кислородом, чем его примеси, по закону масс окисляется раньше. Интересно поэтому наблюдать баланс кислорода, идущего на, окисление различных элементов.

Таблица 26
Расход кислорода из окисление элементов чугуна

Так как фосфора попадает в шлак очень мало, то можно предположить, что кислород, расходуемый на окисление фосфора, переходит к углероду, окисляя его в углекислоту. Что касается серы, то она фигурирует в процессе в столь малых количествах, что при расчетах ею можно пренебречь. Из таблицы видно, что для окисления всех элементов на 100 частей железа расходуется 49,751 частей кислорода, 11,145 частей переходят в газы, остальное — в шлак.

Дотиан Белл доказал, что углекислота окисляет ягелезо при температурах ниже 450°. Поэтому в вагранках, применяющих повышенные количества воздуха (как в данном случае вагранка Пумэ), должно происходить некоторое окисление, вызываемое этим газом. Анализы показывают, что в отходящих газах имеется высокий процент углекислоты. Несомненно, что этот газ приходит в соприкосновение с элементами металла в шихте, влияя на содержание кремния, углерода и марганца в металле. Следует также помнить, что горячая окись железа легко окисляется кислородом .воздуха в вагранках с передним горном. В вагранках без отдельных метал-лоприемников остается достаточно времени для обратного перехода излишка кислорода из металла в углерод кокса. Таковы дополнительные моменты, которые надо учесть при изложении данной системы определения потерь при плавке в вагранке.

Другой метод, о котором мы уже упоминали, можно нлзва-ть «методом определения потерь по принципу разницы». Он сОстожт во взвешивании всего металла до загрузки в вагранку и поел» окончания плавки. При этом, конечно, предполагается, что взвешиваются точно все всплески, а также металл в остатках плавки при откидывании днища. КрОме того надо принимать в расчет металл, попадающий в шлак (последний подвергают дроблению и пропускают через магнитный сепаратор). Вое эти операции очень трудно выполнить с гарантией точности результатов. Этот способ общепринят в рядовых литейных.

Согласно практике литейных он дает 5% потерь для плавок в обычных вагранках.

Лучше соединить обе системы, чтобы можно было получить ценные но точности результаты подсчета потерь в вагранке.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум