Термодинамічний аналіз технологічної операції паралельного видалення сірки та кремнію з чавуну
Loading...
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Український державний університет науки і технологій, ННІ «Інститут промислових та бізнес технологій», ІВК «Системні технології»
Abstract
UKR: В сучасних умовах існування підприємств металургійної галузі дуже гостро постає проблема дефіциту якісних шихтових матеріалів, що спричиняє необхідність розвитку інноваційних процесів позапічної обробки металургійних розплавів, а саме комплексне видалення сірки та кремнію одночасно. Метою даного дослідження є визначення раціональної технічної схеми здійснення процесу паралельної десульфурації та десиліконізації чавуну в промислових умовах. Виходячи з різної фізико-хімічної природи процесів десульфурації та десиліконізації за умови їх одночасного протікання в межах однієї металургійної системи (один чавунозаливний ківш) їх необхідно максимально розмежувати у просторі. З метою встановлення пріоритетності протікання певних хімічних перетворень було використано методи термодинамічного аналізу. У якості показника, що визначає черговість протікання певних хімічних перетворень було обрано константу рівноваги. Шляхом термодинамічного аналізу встановлено, що окислення кремнію можливо при вдуванні газоподібного кисню. При цьом у якості відновників при десульфурації вапном раціонально використовувати марганець, оскільки він не впливає на процеси відновлення окисленого кремнію. Введення марганцю у розплав необхідно організовувати паралельно з проведенням операції десиліконізації, щоб уникнути перевитрати марганцю при окисленні домішок чавуну газоподібним киснем.
ENG: In the modern conditions of existence of metallurgical industry enterprises there is a problem. It is a problem of the lack of charging materials quality, that causes the necessity of innovative processes development. It means the processes of metallurgical alloys out-of-furnace treatment, that includes complex removing of sulphur and silicon simultaneously. The aim of this research is identification of rational technical scheme. In means the scheme of realizing of technological processes. These are the processes of the parallel removing sulphur and silicon from cast-iron in manufacture conditions. Taking into account different physical and chemical nature of processes of removing sulphur and siliconon condition of their simultaneous occurring within the limits of one metallurgical system (one iron-pouring ladle) they must be maximally delimited in space. With the aim of the priority examination of certain chemical transformations based on the methods of thermodynamics analysis were used. As an index that determines the order of occurring of certain chemical transformations it was select the constant of equilibrium. It is set by a thermodynamics analysis, that oxidization of silicon maybe at insufflation of gaseous oxygen. In addition as reducing agent during removing sulphur with a lime it is rationally to use a manganese, because it does not influence on the processes of the oxidized silicon formation. Manganese adding to fusion should be organized in parallel with operation realizing of sulphur removing. It is necessary in order to avoid the manganese overrun during the oxidation of cast-iron admixtures by gaseous oxygen.
ENG: In the modern conditions of existence of metallurgical industry enterprises there is a problem. It is a problem of the lack of charging materials quality, that causes the necessity of innovative processes development. It means the processes of metallurgical alloys out-of-furnace treatment, that includes complex removing of sulphur and silicon simultaneously. The aim of this research is identification of rational technical scheme. In means the scheme of realizing of technological processes. These are the processes of the parallel removing sulphur and silicon from cast-iron in manufacture conditions. Taking into account different physical and chemical nature of processes of removing sulphur and siliconon condition of their simultaneous occurring within the limits of one metallurgical system (one iron-pouring ladle) they must be maximally delimited in space. With the aim of the priority examination of certain chemical transformations based on the methods of thermodynamics analysis were used. As an index that determines the order of occurring of certain chemical transformations it was select the constant of equilibrium. It is set by a thermodynamics analysis, that oxidization of silicon maybe at insufflation of gaseous oxygen. In addition as reducing agent during removing sulphur with a lime it is rationally to use a manganese, because it does not influence on the processes of the oxidized silicon formation. Manganese adding to fusion should be organized in parallel with operation realizing of sulphur removing. It is necessary in order to avoid the manganese overrun during the oxidation of cast-iron admixtures by gaseous oxygen.
Description
Л. Молчанов: ORCID 0000-0001-6139-5956
Keywords
термодинамічний аналіз, комплексне рафінування, рідкий чавун, паралельні хімічні перетворення, десиліконізація, десульфурація, вапно, відновник, thermodynamic analysis, complex refining, liquid cast-iron, parallel chemical transformation, removing of sulphur and silicon, lime, deoxidizer, КМЧС
Citation
Молчанов Л. С., Пушкаренко М. В., Кисляков В. Г. Термодинамічний аналіз технологічної операції паралельного видалення сірки та кремнію з чавуну. Сучасні проблеми металургії. 2022. № 25. С. 126–135. DOI: 10.34185/1991-7848.2022.01.11.