* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

605 МАРТЕНОВСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО 606 2 6 т. к. образующаяся на поверхности сопри­ к о с н о в е н и я м е т а л л а FeO с в о б о д н а ; в к и с л о м ж е ш л а к е есть и з б ы т о к S i O , к - р ы й , с в я з ы ­ в а я FeO, тем с а м ы м п о н и ж а е т к о н ц е н т р а ­ ц и ю э т о й з а к и с и , р а с т в о р е н н о й в ж е л е з е ; от­ сюда существенная разница в качестве ста­ л и , получаемой на основном и к и с л о м п о д у . 2) С о с т а в и с в о й с т в а ш л а к а в течение периода к и п е н и я изменяются в за­ в и с и м о с т и от к а ч е с т в а п о д а с л е д . о б р а з о м . Н а к и с л о м поду образовавшийся в период п л а в л е н и я ш л а к ( с о д е р ж а щ и й ~ 46 % S i 0 и 5 4 % с у м м ы F e O + M n O , в к - р о й FeO т е м б о ­ л е е п р е о б л а д а е т н а д М п О , чем м е н ь ш е Мп б ы л о в ш и х т е ) р а с т в о р я е т в себе S i 0 , о б р а з у ­ ю щ и й с я от о к и с л е н и я S i в н а ч а л е 2-го п е р и ­ ода, а т а к ж е S i 0 п о д а , отчего с о д е р ж а н и е его в ш л а к е с к о р о д о х о д и т д о 50%. Н а ч а в ш е е ­ с я кипение влечёт за собой уменьшение со­ д е р ж а н и я FeO в ш л а к е от ее в о с с т а н о в л е н и я и п о т о м у у в е л и ч е н и е в нем S i 0 . П р е д о с т а в ­ л е н н ы й с а м о м у себе ш л а к м о ж е т о б о г а т и т ь с я S i 0 д о 56, д а ж е 5 8 % , н о и з т а к о г о ш л а к а , при энергичном выгорании углерода,восстанавливается легко Si; т а к к а к это нежела­ тельно, то прибавляют в ванну руду или окалину, которые усиливают своим кислоро­ д о м в ы г о р а н и е С, п о н и ж а я вместе с тем к о н ­ ц е н т р а ц и ю S i O в ш л а к е , отчего н е т о л ь к о прекращается восстановление Si, но и вос­ с т а н о в и в ш и й с я р а н ь ш е Si с н о в а о к и с л я е т с я . Своевременное введение р у д ы облегчается наблюдением над консистенцией ш л а к а : вна­ ч а л е ж и д к и й и н е т я г у ч и й , он п о с т е п е н н о д е ­ лается густым и т я н у щ и м с я в нити по мере обогащения SiO ; своевременным введением р у д ы с о д е р ж а н и е S10 в ш л а к е п о д д е р ж и ­ в а е т с я в п р е д е л а х от 49 д о 5 0 % ; в к о н е ч н о м ш л а к е о н о б ы в а е т о б ы к н о в е н н о н е н и ж е 50 и не выше 52%. О б р а з у ю щ и Й с я & п е р в о н а ч а л ь н о н а о с н о в¬ н о м п о д у с п л а в с и л и к а т а и ф о с ф а т а Fe и Мп, стекая н а под, растворяет нек-рое, сна­ чала незначительное, количество извести, отчего с о д е р ж а н и е в нем S i O п а д а е т и ч а с т ь Р переходит в состояние стойкой фосфорноизвестковой соли. Несмотря н а свою легко­ п л а в к о с т ь•,ш л а к к а ж е т с я г у с т ы м и п е н и с т ы м от в ы д е л я ю щ и х с я и з н е г о п у з ы р ь к о в г а з а ( р а з л о ж е н и е и з в е с т н я к а и о к и с л е н и е С); п р о ­ г р е в ш и с ь , он о п а д а е т и д е л а е т с я ж и д к и м . П о мере растворения извести и у м е н ь ш е н и я со­ д е р ж а н и я о к и с л о в Fe и М п , в о с с т а н о в л я е м ы х С, ш л а к д е л а е т с я в с е более и б о л е е т р у д ­ н о п л а в к и м и г у с т ы м . Это з а т р у д н я е т п е р е д а ­ ч у т е п л а м е т а л л у : в массе ш л а к а з а д е р ж и в а ­ ются п у з ы р ь к и газа,отчего его теплопровод­ ность уменьшается; кроме того густой ш л а к м о ж е т не в ы т е ч ь и з п е ч и п р и в ы п у с к е ; п о ­ этому такой ш л а к р а з ж и ж а ю т своевремен­ н ы м введением в в а н н у р у д ы , о к а л и н ы , п л а ­ викового шпата, а иногда песка. Несмотря н а эти д о б а в к и , с о с т а в о с н о в н о г о ш л а к а к о ­ леблется в узких пределах, изменяясь г л . о б р . п о д в л и я н и е м t°, от к - р о й п р е ж д е в с е г о зависит содержание F e O + МпО. Обыкновен­ но в нормальных условиях работы печи это содержание близко к 25%; при холодном хо­ де п е ч и оно н е с к о л ь к о б о л ь ш е , и о б р а т н о . Со­ держание SiO и Р 0 — к а ж д о г о порознь— м е н я е т с я в очень ш и р о к и х п р е д е л а х , н о в сумме о с т а е т с я очень п о с т о я н н ы м , к о л е б л я с ь a 2 2 2 2 2 a a a a a а 5 о к . 25% в к о н е ч н о м ш л а к е , п р и ч е м , с м о т р я по содержанию Р в шихте, количество Р 0 в ш л а к е м о ж е т м е н я т ь с я "от 0,5 д о 1 6 % . П о ­ стоянство суммы P 0 -f-Si0 объясняется тем, что расчет шихт ведется в предположе­ нии переводавсего 8 Ю в с и л и к а т (CaO) Si0 , a P Og—в основной фосфат ( С а О ) Р 0 ; в обо­ их этих соединениях содержание кислотных о к и с л о в д о в о л ь н о б л и з к о ( 3 4 , 9 % S i O , 38,8% P O ) , а т. к. сумма фосфата и с и л и к а т а со­ ставляет о к . 67—70% веса всего ш л а к а (ок. 5—7% п р и х о д и т с я н а о д н у M g O ) , т о к р а й ­ ние пределы д л я суммы кислотных окислов б у д у т 24—26%; б о л е е н и з к и й п р е д е л о п р а в ­ дывается только высокосернистой шихтой, требующей избытка извести в ш л а к е . 2. Термохимия мартеновского процесса. О к и ­ сление примесей ж е л е з а свободным кисло­ родом п р о д у к т о в г о р е н и я ведется по тем ж е термохимич. ур-иям, какие были указаны д л я б е с с е м е р о в с к о г о п р о ц е с с а ( с м . Бессеме­ рование), н о в ж и д к о м м е т а л л е , н а х о д я щ е м с я под слоем железистого ш л а к а , окисление их производится а) свободной F e 0 руды, ре­ а г и р у ю щ е й в т в е р д о м с о с т о я н и и , б) р а ­ створенной в ш л а к е , т . е. ж и д к о й F e „ 0 , и в) FeO, с в я з а н н о й с S i O (в к и с л о м ш л а к е ) и л и с в о б о д н о й (в о с н о в н о м ) . Е с л и в ш и х т у вводится марганцевая руда (пиролюзит), то в реакциях окисления принимает участие М п 0 , но не М п 0 , к - р а я т а к л е г к о теряет свой кислород, что оказывается разложен­ ной р а н ь ш е , чем р а с п л а в и т с я ч у г у н . 1) О к и с л е н и е к р е м н и я в к и с л о й ванне окисью ж е л е з а м.б. представлено сле­ дующими реакциями: 8 5 2 а a 2 8 4 а 6 a a s a 3 4 B 3 4 2 Si+2Fe 0 = FeSiO,+3FeO + 6 8 663 C a l , (1) Si + F e 0 , = F e S i O s + F e + + 68 712 C a l (1 227 н а 1 кг F e ) , (2) 3Si + 2 F e O = 3S10 + 4 F e + +188 646 C a l (842 н а 1 кг F e ) . ( 3 ) 2 8 2 2 a 2 Р е а к ц и я (1) и д е т п р и н и з к о й f° н а ч а л а к и п е ­ н и я , недостаточной д л я восстановлений ж е ­ л е з а д о м е т а л л а ; р е а к ц и я (2) т р е б у е т б о л е е в ы с о к о й t°, н о д а е т п о л о в и н у в с е г о ж е л е з а руды в металл—это приблизительно средний результат работы рудным процессом на кис­ лом поду;реакция(3)протекаетвпериод бур­ ного к и п е н и я в а н н ы в х о р о ш о греющей печи, когда вся Ре 0 восстановляется до металла. Тепловой эффект всех 3 р е а к ц и й — п о л о ж и ­ т е л ь н ы й . Н а о с н о в н о м п о д у он в ы ш е , как видно из ур-ий: 2 3 S i + 2 F e 0 3 + 2 C a O = C a S i 0 + 4 F e O + 9 1 358 C a l , (4) Si + F e 0 + 2CaO = C a S i 0 + F e + F e O + + 91541 C a l (1635 н а 1 кг F e ) , ( 5 ) 3 Si + 2 F e 0 + 6 CaO = 3 C a S i O + 4 F e + + 274 746 C a l ( l 227 н а l к з F e ) . ( 6 ) a 2 4 2 8 s 4 2 8 2 4 Поэтому и степень восстановления ж е л е з а из р у д ы д. б. в ы ш е , чем н а к и с л о м п о д у . П о опытным данным, она в среднем б л и з к а к "/ , т . е. в о с с т а н о в л е н и е и д е т п о у р - и ю : 4 6Si + 4 F e t O s + 10CaO = 6 C a S i O + 6 F e + 2 F e O + + 457 798 C a l (1 362 н а 1 кг F e ) . 8 4 (7) Подобные ж е у р - и я м о ж н о написать и д л я окисления Si м а г н и т н о й о к и с ь ю ; так к а к п о с л е д н я я более прочное соединение, ч е м F e 0 , т о в ы д е л е н и е т е п л а от о к и с л е н и я S i менее з н а ч и т е л ь н о : 900 Cal н а 1 кг Fe п р и восстановлении его н а п о л о в и н у в кислом п р о ц е с с е и 1 045 Cal п р и п о л н о м в о с с т а н о в л е ­ н и и Fe н а о с н о в н о м п о д у . 2 8