熱力學(xué)在冶金中的應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-01-16 08:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 各種高碳材料均可以使用； （ 2）配料時(shí) Cr可以一次配足 ?? （ 3）采用真空或半真空吹煉，或者先在常壓下吹氧脫碳到一定程度后，再進(jìn)行真空或半真空處理； （ 4）鋼液中 [Cr]的回收率高，可達(dá) 97%～ 98% 29 選擇性氧化 — 奧氏體不銹鋼的去碳保鉻 在煉鋼溫度下碳和鉻同時(shí)與氧相遇，氧化作用必有先后。這決定于元素同氧的親和力的大小，親和力大的先氧化。按照同氧親和力大小決定氧化或還原順序，這就是選擇性氧化和還原理論核心。 30 從埃林漢圖可知， 吹煉溫度必須高于氧化轉(zhuǎn)化溫度 ，才能使鋼水中的[C]氧化而 [Cr]不氧化，也就是可以達(dá)到去碳保鉻的目的。 31 1473K 32 1). 標(biāo)態(tài)下的氧化順序 ? ? ? ?2 2 3ss42C r O = C r O33?0 11 746 840 173 .22 J m olGT? ? ? ? ?? ? 2s2C O =2 C O? 0 1232 630 167 .78 J ol? ? ? ?? ? ? ? ? ?23s s s24C r O +2C = C r +2CO0 151 42 10 34 9 J m ol? ? ? ??G0=0時(shí)， T＝ 1508K(1235186。C)。 ? (固態(tài)下 ) 33 1). 標(biāo)態(tài)下的氧化順序 ? ? ? ?2 3 4 s42C r O = C r O33?0 11 746 430 223 .51 J m olGT? ? ? ? ?? ?22 C O =2 C O? 0 12 281 170 8 J m ol? ? ? ?? ? ? ? ? ?34 s13C r O +2 C = C r +2CO220 146 52 60 30 9 J m ol? ? ? ??G0=0時(shí)， T＝ 1570K(1297186。C)。 ? (溶于鋼液 ) 34 2). 非標(biāo)態(tài)下的氧化順序 ? ? ? ? ? ?34 s31C r +2CO= C r O +2 C220 146 52 60 30 9 J m olGT? ? ? ? ?非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，碳和鉻的氧化順序由等溫方程決定。 Cr9%時(shí)，渣中鉻氧化物為 Cr3O4。所以冶煉不銹鋼的反應(yīng)如下： ? ?? ? ? ?22C033 2023C r C O%Cln% C rfG G RTf p p?? ? ? ???非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，碳和鉻的反應(yīng)決定于溫度、 C和 Cr的含量、 pCO。 35 非標(biāo)態(tài)下氧化轉(zhuǎn)化溫度計(jì)算 因?yàn)樵械模?Cr 3 O 4 ）處于飽和狀態(tài)， 所以其活度為 1 。 Cf 和 Crf 分別按下式計(jì)算： lg f C = %NiC%CrC%CC ]Ni[]Cr[]C[ wewewe ????? lg f Cr = %NiCr%CCr%CrCr ]Ni[]C[]Cr[ wewewe ????? ? r G = ??????????????????)/lg (2]Cr[]C[lg2]Ni[0 2 3 ]Cr[0 4 7 ]C[ 0 74 6 4 8 1 6CO%%%%%ppwwTT 吹煉溫度必須高于氧化轉(zhuǎn)化溫度 ，才能使鋼水中的 [C]氧化而[Cr]不氧化，也就是可以達(dá)到去碳保鉻的目的。 36 表 [C]和 [Cr]的氧化轉(zhuǎn)化溫度計(jì)算結(jié)果 實(shí) 鋼水成分 COp Gr? （ J/m o l ） 氧化轉(zhuǎn)化溫度 例 w [ C r ]% w [ Ni ]% w [ C ]% （ Pa ） TG 6θr???? （ ℃） 1 1 2 9 0 . 3 5 1 0 1 3 2 5 4 6 4 8 1 6 + 2 5 5 . 1 5 T 1 5 4 9 2 1 2 9 0 . 1 0 1 0 1 3 2 5 4 6 4 8 1 6 + 2 3 2 . 2 4 T 1 7 2 8 3 1 2 9 0 . 0 5 1 0 1 3 2 5 4 6 4 8 1 6 + 2 2 0 . 2 9 T 1 8 3 7 4 1 0 9 0 . 0 5 1 0 1 3 2 5 4 6 4 8 1 6 + 2 2 4 . 0 5 T 1 8 0 2 5 1 8 9 0 . 3 5 1 0 1 3 2 5 4 6 4 8 1 6 + 2 4 4 . 8 2 T 1 6 2 6 6 1 8 9 0 . 1 0 1 0 1 3 2 5 4 6 4 8 1 6 + 2 2 1 . 9 2 T 1 8 2 1 7 1 8 9 0 . 0 5 1 0 1 3 2 5 4 6 4 8 1 6 + 2 0 9 . 7 9 T 1 9 4 3 8 1 8 9 0 . 3 5 6 7 5 5 0 4 6 4 8 1 6 + 2 5 1 . 4 7 T 1 5 7 5 9 1 8 9 0 . 0 5 5 0 6 6 2 4 6 4 8 1 6 + 2 2 1 . 2 9 T 1 8 2 7 10 1 8 9 0 . 0 5 2 0 2 6 5 4 6 4 8 1 6 + 2 3 6 . 6 3 T 1 6 9 1 11 1 8 9 0 . 0 5 1 0 1 3 2 4 6 4 8 1 6 + 2 4 8 . 0 4 T 1 6 0 1 12 1 8 9 0 . 0 2 5 0 6 6 4 6 4 8 1 6 + 2 4 4 . 0 7 T 1 6 3 1 1 3 1 8 9 1 . 0 0 1 0 1 3 2 5 4 6 4 8 1 6 + 2 6 7 . 9 8 T 1 4 6 1 1 4 1 8 9 4 . 5 0 1 0 1 3 2 5 4 6 4 8 1 6 + 3 2 3 . 5 3 T 1 1 6 4 37 氧氣或鐵礦石氧化時(shí)，鋼水升降溫的計(jì)算： a. 用氧氣氧化 1%[Cr]提高鋼水溫度的計(jì)算 23 [ Cr] + O 2 （ g ） = 21 Cr 3 O 4 （ s ） ? r G ? = 7 4 6 4 2 6 + 2 2 3 . 5 1 T J ? m o l 1 ? rH ? = 7 4 6 4 2 6 J 在含 1% [ Cr] 的鋼水中， 23 m o l 的 [ Cr] 被 1m ol 的 O 2 氧化生成 21 m ol Cr 3 O 4 時(shí)，產(chǎn)生的熱為746 426 J 。 23 [ Cr] = 23 52 = 78 g 所以 78g w[Cr] 為 1%的鋼水中含 [Fe]為 9978 ? =138 m ol 吹入的氧氣溫度為室溫。 。 38 表 計(jì)算鋼水升降溫所需數(shù)據(jù) 物質(zhì) iM Cp （ J/K ? m o l ） HT H298（ k J/m o l ） k g /m o l 1 8 0 0 K 1 8 0 0 K
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