Большая техническая энциклопедия
0 1 3 4 9
D V
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Э Ю Я
А- АБ АВ АГ АД АЗ АК АЛ АМ АН АП АР АС АТ АУ АФ АЦ АЭ

Алюминотермический процесс

 
Алюминотермические процессы в настоящее время широко применяются для восстановления тугоплавких металлов, например, хрома, ванадия, молибдена, марганца, для получения безуглеродистых ферросплавов, а также для сваривания железных деталей и для других аналогичных целей.
Алюминотермический процесс довольно широко применяется в черной металлургии. Этим процессом получают ферротитан, металлический хром, феррониобий; его применяют при сварке рельсов и крупных отливок.
Возможности алюминотермического процесса значительно расширяются при проведении плавки в электропечи, однако при этом необходимо предусматривать специальные условия, предохраняющие металл от насыщения углеродом.
Наряду с алюминотермическим процессом в настоящее время широко используется силикотермическое производство металлического хрома, позволяющее в ряде случаев получить металл необходимого качества, но с меньшими затратами на производство, главным образом благодаря снижению стоимости восстанов-ителя.
Изменение твердости в.| Изменение твердости по глубине кованого бруска, нелегированного ванадия. Благодаря исключительной простоте алюминотермического процесса, получаемый технический металл сравнительно дешев, доступен и может быть получен в достаточно больших количествах.
Для обеспечения более полного протекания алюминотермического процесса в калориметре необходимо было навеску шихты брать в количестве не менее нескольких сот граммов.
Таким образом, в шлаках алюминотермического процесса хром содержится не только в виде окиси, но и в виде металлического хрома.
Низшие окислы хрома в шлаках внепечного алюминотермического процесса.
Наряду с восстановлением титана при алюминотермическом процессе происходит также и восстановление железа, кремния и марганца.
Согласно правилу Жемчужного, для нормального течения алюминотермического процесса необходимо, чтобы количество тепла, выделяющегося при реакции на один грамм шихты, было не менее 550 калорий.
Как следует из табл. 35, проведение алюминотермического процесса производства металлического хрома в электропечи сопровождается повышенными потерями шихтовых материалов вследствие выноса дисперсной окиси хрома и мелких фракций алюминиевого порошка образующимися газами. Проведение материальных балансов внепечной алюминотермической выплавки металлического хрома также свидетельствует о больших потерях шихтовых материалов, доходящих до 3 - 3 5 % от веса шихты.
Открытая ( а и закрытая ( б калориметрические бомбы. Прежде чем перейти к анализу результатов исследования в калориметре алюминотермических процессов получения ферротитана и металлического хрома, следует остановиться на одном весьма важном обстоятельстве.
Применение калориметра дало возможность достаточно точно измерить тепло, выделяющееся в результате алюминотермического процесса, а сопоставление его с расчетной величиной позволило установить роль отдельных реакций, не поддающихся расчету.

В настоящей работе сделана попытка применить водяной калориметр большой емкости для исследования алюминотермического процесса.
Зависимость извлечения хрома, выхода металла и использования восстановителя от величины зерна кристаллического кремния. Извлечение хрома при этом варианте силикотермического восстановления оказалось ниже, чем в алюминотермических процессах, однако несмотря на это, а также на дополнительный расход электроэнергии ( по сравнению с печным процессом), благодаря снижению расходов на восстановитель получен существенный экономический эффект.
Таким образом, термодинамический анализ восстановление окиси хрома кремнием должно протекать значительно менее полно, чем при алюминотермическом процессе, и сопровождается повышенным содержанием окислов хрома в шлаке и загрязнением металла кремнием. Поэтому силикотер-мическое получение металлического хрома следует осуществлять в присутствии извести, связывающей образующийся кремнезем в прочные соединения и сдвигающей равновесие реакций ( III.
Определение с известной степенью точности истинной термичности внепечного металлотермического процесса; в частности, была уточнена зависимость между температурой и удельной теплотой алюминотермического процесса получения термитного железа.
В табл. 12 приведены данные термодинамических расчетов выхода хрома и содержания в нем алюминия по реакциям (III.1) и (111.44) в сопоставлении с экспериментальными данными выплавки металлического хрома с теоретическим количеством алюминия в шихте при использовании различных вариантов алюминотермического процесса.
Многие реакции восстановления окислов металлов алюминием идут самопроизвольно с выделением большого количества тепла. Поэтому при алюминотермическом процессе получения многих металлов и сплавов развиваются высокие температуры, в результате чего процесс идет с большой скоростью и обычно осуществляется вне печи.
Термодинамическая вероятность протекания химической реакции при постоянном давлении определяется изменением величины изобарного потенциала AZ в ходе реакции: чем выше отрицательное значение величины AZ при протекании реакции в определенном направлении, тем более вероятно осуществление этой реакции. В связи с экзотермичностью алюминотермических процессов абсолютное значение величины AZ T уменьшается с ростом температуры.
Величины теплот реакции восстановления оксидов металлов гидридом кальция и металлическим кальцием, кДзк / г-атом 02. При проведении металлотермйческого, а также гидридно-кальцие-вого процессов необходимо знать величину теплового эффекта, представляющего собой количество тепла, приходящегося на 1 г ( или 1 кг) шихты. Согласно правилу Жемчужного, для самопроизвольного протекания алюминотермических процессов восстановления оксидов железа и марганца с развитием температуры выше точек плавления железа и марганца, оптимальным удельным тепловым эффектом считается 2093 - 2303 кДж на 1 кг шихты.
Основные параметры стандартных электропечей. Ферросплавные материалы в зависимости от их состава подразделяют на кремнистые, марганцевые, хромистые и т.п. Служба огнеупоров в печах, выплавляющих эти сплавы, различна и определяется составом сплава и технологией его выплавки. Поэтому стойкость футеровки колеблется от одной плавки при алюминотермическом процессе до 10 лет при плавке кремнистых сплавов в печах с углеродистой футеровкой благодаря образованию гарнисажа.
Микрофотография смеси окиси хрома с алюминием после нагрева до 1370 К и 10-лшя выдержки.| Зависимость размера капли восстановленного металла от величины зерна алюминиевого порошка. При промышленном производстве металлического хрома в результате экзотермических реакций температура процесса достигает величин, превышающих температуру плавления как продуктов реакции, так и окиси хрома. Кроме того, в связи с большими скоростями проплавления шихты время, в течение которого шихта нагревается до температур процесса, весьма мало. Поэтому картина процесса восстановления окиси хрома, представленная на рис. 25, характеризуя начальные стадии восстановительных реакций, безусловно, не может полностью отражать реального протекания алюминотермического процесса восстановления окиси хрома алюминием при 2500 - 2700 К.
Результаты выплавки металлического хрома с частичным расплавлением окислов.
Плавки 1 и 2 проводились с проплавлением восстановительной части при отключенной печи, на плавках 3 и 4 восстановительный период плавки проводился: под током. Температура шлака, замеренная вольфрам-молибденовой термопарой в конце процесса, оказалась равной для плавки 1 2200 К и для плавки 2 2190 К, что близко к расчетной величине. Сравнение результатов плавок, проведенных по обоим технологическим вариантам, показывает, что при проведении плавок 1 и 2 тепла экзотермических реакций и расплава очевидно несколько не хватало, в связи с чем восстановительные реакции прошли менее полно ( извлечение хрома примерно на 3 % меньше) при повышенном содержании кремния в металле. Из приведенных данных следует также, что при получении под дугами высококремнистого си-ликохрома ( плавки 3 и 4) дополнительно науглероживания расплава не наблюдается. Содержание серы в металле оказывается значительно меньшим, чем при вне-печном алюминотермическом процессе.
Калориметр емкостью 25 л. Эти мероприятия дали возможность повысить полноту протекания реакций, так как охлаждающее влияние в первый момент течения алюминотермического процесса ослаблялось слоем материала, плохо проводящего тепло. Тепловое значение калориметра, равное 27 0 ккал / град, было определено с помощью электронагревателя.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2019
словарь online
электро бритва
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11