Липецк 2013

Управление образования и науки Липецкой области

Государственное (областное) бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования

«Липецкий металлургический колледж»

Методическая разработка

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКого ЗАНЯТИя

Определение активности компонентов шлакового расплава

профессионального модуля ПМ1 «Ведение технологического процесса производства черных металлов»

ПО темЕ 2.2:

«Теоретические основы сталеплавильного производства»

Преподаватель:		Саввина Ольга Петровна
Специальность:		Металлургия черных металлов (С)

Липецк 2013

Содержание

Стр.

1 Методика расчета 2

2 Пример расчета распределения марганца между металлическим и шлаковым расплавом 5

3 Варианты заданий для расчета распределения марганца между металлическим и шлаковымрасплавом 9

1 Методика расчета

Рафинировочные процессы в системе "металл - шлак" всегда идут в направлении достижения равновесия. И хотя в реальных условиях равновесие часто не достигается, знание его важно для оценки поведения данного компонента-примеси в изменяющихся условиях сталеплавильного процесса.

В качестве исходных данных химический состав шлака и металла, температура ванны, количество шлака (в % к массе металла). Требуется определить степень рафинирования ванны от этого элемента или степень насыщения им металла за счет шлака при изменяющихся исходных условиях.

На первом этапе расчета нужно определить условия равновесия данной химической реакции: найти величину константы равновесия для заданной температуры и по ней определить коэффициент распределения элемента-примеси между металлом и шлаком. Однако полученное уравнение показывает только отношение активностей (концентраций) данного элемента в шлаке и в металле, но не их абсолютные количества.

Для нахождения абсолютных величин равновесных концентраций примеси в металле и шлаке необходима система из двух уравнений: равновесного и балансового. Последнее составляется из условия, что понижение концентрации элемента-примеси в одной из фаз должно сопровождаться соответствующим приростом содержания в другой фазе и наоборот. При этом необходимо учитывать соотношение количества металла и шлака и (если компонент-примесь меняет химическое состояние) вводить стехиометрический множитель.

Решая систему из двух уравнений, находят равновесные концентрации примеси в каждой фазе. Правильность решения проверяют подстановкой полученных равновесных концентраций в балансовое уравнение: оно должно обратиться в тождество. После этого определяют степень рафинирования металла от данной примеси и пригодность заданных исходных условий для сталеплавильного процесса.

В соответствии с заданием указанные расчеты повторяют для двух других вариантов при изменении температуры процесса, состава или количества шлака.

Полученные в этих вариантах результаты изображаются в виде графиков , (основность шлака) и др. На основе этих графиков студент должен указать, какие исходные параметры (химический состав шлака, температура и др.) могут обеспечить наилучшее решение данной металлургической задачи.

Для получения правильных результатов необходимо строго выдерживать способы выражения концентраций, которые приняты в используемых термодинамических уравнениях. Если, например, в выражение константы равновесия входят активности компонента металла (шлака), то необходимо определить коэффициент его активности и пользоваться этим коэффициентом для пересчетов с концентрации на активность и наоборот.

Дата добавления: 2015-07-15