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

607 МАРТЕНОВСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО 608 Чтобы судить о том, к а к о е . в л и я н и е ока-з ы в а ю т н а t° м е т а л л и ч е с к о й в а н н ы д а н н ы е выше реакции, н у ж н о принять во внимание у с л о в и я и х х о д а . На кислый под р у ­ да не з а г р у ж а е т с я при з а в а л к е металла: она забрасывается только в ж и д к у ю ванну и хо­ л о д н о й . П о у р а в н е н и ю (2) в ы г о р а ю т о с т а т к и S i , п р и ч е м н а 1 кг Fe п р и х о д и т с я н а г р е в а т ь о к . 3,2 кг р у д ы ( б о г а т о й ) , т е п л о е м к о с т ь к - р о й п р и в ы с о к о й т е м п - р е = 0,33; п о э т о м у в ы д е ­ ленным теплом можно нагреть руду лишь д о 1 160°, т о г д а к а к в а н н а д . б. г о р я ч е е . П р и в о с с т а н о в л е н и и ж е л е з а п о у р - и ю (3) к о л и ч е ­ с т в о р у д ы н а 1 кг Fe в д в а р а з а м е н ь ш е , и в ы д е л я ю щ е е с я т е п л о (842 Cal н а 1 кг Fe) м о ­ ж е т н а г р е т ь х о л о д н у ю р у д у д о 1 600°. Т . о. р е а к ц и я (3),"в к - р о й н а о к и с л я ю щ и й с я Si п р и ­ х о д и т с я н а и м е н ь ш е е к о л и ч е с т в о р у д ы , не сту­ дит, а с о г р е в а е т ванну; избыток руды охлаждает в а н н у . Н а основной под загру­ ж а е т с я весь известняк ш и х т ы со значитель­ н о й д о л е й (~ / ) в с е й р у д ы ; о с т а л ь н о е ее к о ­ личество забрасывается в кипящую ванну, к о г д а в п о с л е д н е й у ж е нет S i . П о э т о м у в о к и ­ с л е н и и Si у ч а с т в у е т п о д о г р е т а я р у д а ; т. к. к тому ж е и выделение тепла по ур-иям (4—7) в ы ш е , чем п о у р - и я м (1—3), т о о к и с ­ л е н и е Si ч у г у н а к и с л о р о д о м р у д ы с о г р е в а е т в а н н у и тем у с к о р я е т п л а в л е н и е мягкой ча­ сти ш и х т ы п р и р а б о т е о б ы к н о в е н н ы м с к р а п процессом. Если чугун дается в печь жидким, к а к при скрап-рудном или настоящем руд­ н о м п р о ц е с с а х , т о о к и с л и т е л е м Si я в л я е т с я та ж е подогретая р у д а (она всегда з а г р у ж а ­ е т с я р а н ь ш е ч у г у н а ) . П о у р - и ю (6) в ы д е л я е т ­ с я с т о л ь к о ж е т е п л а н а 1 кг F H , к а к и п о у р а в ­ н е н и ю (2), н о в е с р е а г и р у ю щ е й р у д ы в 2 р а з а м е н ь ш е и п о д ъ е м t° з н а ч и т е л е н . Все с д е л а н ­ н ы е з д е с ь в ы в о д ы п р е д п о л а г а ю т , что в р е а к ­ ц и я х у ч а с т в у е т С а О , т . е. р а з л о ж и в ш и й с я у ж е и з в е с т н я к . Е с л и в у р - и я (4—7) в в е с т и С а С 0 , то выделение СО поглотит весь при­ ход тепла, указанный этими ур-иями. 3 4 3 а ; щими Мп, а в период к и п е н и я в а н н а основ­ ной печи не имеет Si. 2) Ф о с ф о р — т о л ь к о н а о с н о в н о м п о ­ ду—окисляется кислородом руды (красного железняка) по ур-иям, аналогичным ур-иям (4—6), а и м е н н о : 2Р +5Fe 0 s 8 4Р + 5Fe 0 2 8 6P + 5 F e 0 2 8 + 4CaO = ( C a O ) P 0 C a O + lOFeO + + 195 695 C a l , (12 + 8CaO=2(CaO> P 0 CaO + 6FeO + 5Fe + + 39228 C a l (l 401 н а i кг F e ; , (13) + 1 2 СаО = 3 ( С а О ) Р ) ! О б С а О +10 F e + + 688 765 C a l (1 051 н а 1 кг F e ) . (14) s a 5 8 8 6 8 Это р е а к ц и и р у д н о г о п р о ц е с с а , и д у щ и е у ж е в период плавления чугуна или при заливке ж и д к о г о ч у г у н а в п е ч ь ; все они и д у т с в ы д е ­ лением такого количества тепла, какое до­ с т а т о ч н о д л я н а г р е в а д б t° р е а к ц и и д а ж е х о ­ л о д н о й р у д ы [ п о д ъ е м ее t° п о у р - и ю (13) н а 1 330°, а п о (14) г о р а з д о в ы ш е ] . С л е д о в а т е л ь ­ но окисление Р рудой согревает ванну. По­ добными ж е ур-иями можно выразить реак­ ции окисления Р м а г н и т н о й окисью ж е л е з а , идущие с меньшим выделением те­ п л а , н о все ж е не о х л а ж д а ю щ и е в а н н ы . О с н о в ­ ной ж е л е з и с т ы й ш л а к окисляет Р по уравнению Р 2 + 6 F e O + 4 С а О «= ( С а О ) Р 0 С а О + 5 F e + + 196 535 C a l (702 н а 1 кг F e ) . 8 2 6 (15) Окисление Si железистым ш л а к о м , к а к видно из ур-ий: Si + u F e S i O , e » ( n - 2 ) F e O (n + l ) S i 0 + 2 F e + + 5t 184 C a l (467 н а i кг F e ) , Si + 2 F e O +2 CaO = C a i S i 0 + 2 F e + + 91 694 C a l (819 н а 1 кг F e ) , 8 4 (8) (9) дает меньше т е п л а , но согревает в а н н у еще л у ч ш е , чем о к и с л е н и е р у д о й , т . к . ш л а к м о ­ жет реагировать л и ш ь будучи жидким, яв­ л я я с ь п р о д у к т о м р е а к ц и й (1) и (4), т . е . и м е я т у ж е t°, ч т о и п р о д у к т ы р е а к ц и и . Окисление Si окислами м а р г а н ц а можно представить ур-иями: S i + n M n S i 0 = (n - 2 ) MnO (n + l) S i 0 + . 2 M n - 6 5 0 C a l ( - 6 н а 1 кг М п ) , (10) Si + 2 M n 0 + 2CaO = C a S i 0 + 6MnO + + 277 974 C a l . (11) 8 2 8 4 2 4 В с е в ы д е л я е м о е т е ц л о идет н а п р и р а щ е н и е t° в а н н ы , т . к . р е а г е н т ы н а х о д я т с я в ж и д к о м & с о с т о я н и и . В у р - и я х (12—15) не у к а з а н а п р о ­ межуточная стадия, состоящая в раскисле­ н и и фосфором F e 0 д о FeO, с о е д и н е н и и Р 0 с FeO и о б р а з о в а н и и ф о с ф о р н о ж е л е з н о й с о ­ л и , к - р а я л и ш ь постепенно, по мере раство­ рения извести в ш л а к е , переходит в фосфорноизвестковую соль. Д о полного перехода в п о с л е д н ю ю с о л ь в о з м о ж н о о б р а т н о е восста­ н о в л е н и е Р у г л е р о д о м п р и п о в ы ш е н и и t° в а н ­ ны и под влиянием SiO ш л а к а ; поэтому чем б о л ь ш е ч у г у н а в х о д и т в с о с т а в ш и х т ы и . 4eMi б о л ь ш е в нем S i , тем б о л ь ш е Р о с т а е т с я в металле после расплавления; дальнейшее распределение Р между металлом и шлаком у с т а н а в л и в а е т с я в з а в и с и м о с т и от м е т о д а р а ­ боты (см. н и ж е ) . 3) О к и с л е н и е м а р г а н ц а кислородом р у д ы и ш л а к о м н а к и с л о м и основном п о д у идет п о нижеследующим ур-иям (опущено восстановление до закиси и на половину все­ го железа). 2 3 а 6 a S M n + F e O + 3 SiOa* = 3 M n S i 0 + 96148 C a l Mn + F e S i 0 = M n S i 0 + F e + + 25 867 C a l 3Mn + F e 0 = 3 M n O + 2Fe + + 71 973 C a l Mn+FeO = MnO+Fe + + 24 043 C a l 2 a 8 8 2 8 3 J- 2 F e + (850 н а 1 кг F e ) ; (462 н а l кг F e ) , (643 н а 1 кг F e ) , (429 н а 1 кз F e ) . (16) (17) (18) (19) Р е а к ц и я (10), и д у щ а я с п о г л о щ е н и е м т е п л а , м о ж е т и м е т ь место л и ш ь п р и в ы с о к о й ?° и п р и т о м т о г д а , к о г д а к о н ц е н т р а ц и я FeO в ш л а к е сильно п о н и ж е н а окислением Si по у р - и ю (8) и п р и б а в к а ж е л е з н о й р у д ы б ы л а сделана в недостаточном количестве. Ур-ие (11) о т н о с и т с я к с л у ч а ю в в е д е н и я в о с н о в ­ ную печь марганцевой руды. Восстановление к р е м н е з е м о м м а р г а н ц а до м е т а л л а ( в п о л н е возможное) в действительности не может иметь места, т. к . в период п л а в л е н и я основ­ ной ш л а к богат окислами железа, окисляю- M n дает основной окисел, на кислом поду соединяющийся с кремнеземом пода или кре­ мнеземом первого ш л а к а ; этим объясняется т о , ч т о р е а к ц и и (16) и (18) и д у т с б б л ы п и м в ы д е л е н и е м т е п л а , чем (17) и (19); п р и н и з ­ к о й t° н а ч а л а п р о ц е с с а Мп н а к и с л о м п о д у л у ч ш е п е р е х о д и т в ш л а к , чем н а о с н о в н о м . 4) О к и с л е н и е у г л е р о д а свободными окислами железа и марганца, а также шла­ ком, я в л я е т с я резко эндотермическим про­ цессом, к а к видно из уравнений: * Кремнезем шлака.