Наиболее часто встречающихся при выплавке стали

Физико-химические константы элементов,

Шлаки (см файл Л_Б1_шлаки)

3.1. Основные физико-химические закономерности (СРС)

При производстве стали в конвертерах действуют физико-химические законы. Напомню основные понятия:

ü Физическая химия – наука, изучающая строение вещества и его свойства в различных состояниях, химическую термодинамику, растворы, кинетику химических реакций и термохимию. Физическая химия и теория металлургических процессов позволяют понимать ход и закономерности металлургических процессов, осуществлять их анализ, правильно управлять металлургическими процессами и их дальнейшим усовершенствованием.

ü Атом – составляющие молекулы; атомы не делятся во время химических реакций.

ü Молекула – частица вещества, сохраняющая его химическое свойство.

ü Химический элемент – совокупность атомов, обладающих одинаковыми химическими свойствами.

ü Атомная масса элемента – относительная масса атома элемента.

ü Валентность – свойство атома одного элемента образовывать химические связи с определенным количеством атомов другого элемента.

Элемент	Символ	Атомная масса	Валент- ность	Плотность, г/см^3	Температура плавления, ^оС
Азот	N	14,0067	3,5	1,25	– 210,0
Алюминий	Al	26,9815		2,700	658,9
Ванадий	V	50,942	3,4,5	5,680	1710,0
Водород	H	1,0079		0,009	– 257,0
Вольфрам	W	183,85		19,30	3370,0
Железо	Fe	55,847	2,3	7,86	1530,0
Калий	K	39,102		0,860	62,2
Кальций	Ca	40,08		1,550	851,0
Кислород	О	15,994		1,43	– 218,8
Кремний	Si	28,086		2,400	1427,0
Магний	Mg	24,312		1,740	651,0
Марганец	Mn	54,9381	2,4,6,7	7,440	1242,0
Медь	Cu	63,54	2,1	8,945	1083,3
Молибден	Mo	95,94	6,3,4	10,200	2620,0
Натрий	Na	22,9898		0,970	97,7
Никель	Ni	58,71	2,3	8,900	1452,0
Сера	S	32,064	2,4,6	1,960	118,92
Титан	Ti	4,790	4,3	47,900	1813,0
Углерод	C	12,011	2,4	2,5	3500,0
Фосфор	P	30,9738	3,5	1,820	44,0
Фтор	F	18,9984		1,696	– 223,0
Хром	Cr	51,996	3,6,2	7,140	1800,0

Пользуясь данными таблицы, можно решать многие задачи, например, определить процентный состав вещества в его оксидах или соединениях.

Атомная масса элементов, образующих FeO: (Fe) = 56, (O) = 16.

Содержание железа в FeO составит (56 / (56+16)) * 100 = 78%, а кислорода (16/ (56+16))*100 = 22%.

ü Концентрация – количество вещества, растворенного в единице объема газа, жидкости или твердого тела.

ü Диффузия – взаимное проникновение газов, жидкостей или твердых тел друг в друга с обязательным выравниванием концентраций веществ.

ü Диссоциация – разложение сложного химического вещества на его составляющие.

ü Парциальное давление – давление, которое данный газ окажет, если он займет весь объем смеси, в которую он входит. Общее давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений всех входящих в нее газов. Зная давление отдельных составляющих смеси, можно подсчитать общее ее давление.

ü Конвекция — движение частиц под действием тепла.

ü Параметры состояния – величины, определяющие состояние системы (объем, концентрация, давление, температура).

ü Параметры процесса – величины, определяющие изменение состояния системы.

ü Химическое сродство – способность химических веществ выборочно вступать во взаимодействие.

ü Химическая реакция – соединение химических веществ с образованием веществ, обладающих новыми свойствами.

Все химические реакции проходят с выделением или поглощениемтепла. Реакции, при которых происходит выделение тепла, называются экзотермическими, при поглощении тепла – эндотермическими.

Например, реакция горения углерода происходит с выделением большого количества тепла и является экзотермической. Реакция разложения известняка при его обжиге происходит с поглощением большого количества тепла и является эндотермической.

ü Системой называется группа веществ (тел), которые находятся во взаимодействии. Металлическая ванна, шлак, отходящие конвертерные газы и подаваемый кислород представляют собой систему.

ü Однородной (гомогенной) системой называется такая система, в которой нет поверхностей раздела частей системы и все составляющие обладают одинаковыми составами и свойствами.

ü Неоднородной (гетерогенной) системой называется такая система, в которой различимы отдельные составляющие (фазы).

ü Вещества, образующие систему, называются компонентами.

ü Фаза – однородная (по составу и свойствам) часть системы, отделенная от остальных частей поверхностью раздела. В условиях конвертерного процесса металл, шлак и отходящие газы соответственно составляют металлическую, шлаковую и газовую фазы неоднородной системы.

ü Раствор – однородная смесь двух или более веществ различного состава. Металлургический шлак представляет собой раствор различных оксидов и их соединений.

ü Кислоты – химические соединения, вступающие в химические реакции с образованием солей.

ü Основания – химические соединения, вступающие в химические реакции с образованием соединений, нейтрализующих кислоты, и являющиеся их противоположностью.

Тепло, выделяющееся или поглощающееся при химических реакциях называется тепловым эффектом реакции.

В таблице приведены основные химические реакции сталеплавильного передела и их тепловые эффекты.

Дата добавления: 2014-12-07