Параметры взаимодействия второго порядка 100 в железе при 1873 К [70]

Эле-

мент

Элемент

Al B C Co Cr Cu Mn Mo Nb Ni P S Si Sn Ta Ti V W Zr
Al –0,1*1 –0,4 –0,06
B 0 0 0
C –0,07 0,74*1 0 0 0 0 0 0 0,41 0,07*1 0,02 –0,02 0,01 0
Са 0,07 1,2 0 0,09
Co 0
Cr 0 0 0 0 0 0,25 0 0
Cu 0,01 –0,03
Н 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Mn 0     0
N 0 0 0 0 0,04*2 0 0 0 0 0*2 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Ni   0
O 170 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3,1 0 0 (0)
P 0,08 0 0 0 –0,1 –0,1 0,01
Pb 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
S 0,09 0,74 0,58 0 0 0 0 0 –0,01 0 0,06 –0,09 0,17 0 0 0,01 0 0,01 –0,02
Si 0 –0,21*1
Sn 0 0
Ti 0*2 *2 –0,1
V –0,06 –0,01

_________

*1

*2 По данным [71]:

 

Таблица П5

Температуры и теплоты фазовых переходов для некоторых элементов
и соединений [8]

Элементы соединения Tпл , К DH, кДж/моль Элементы соединения Tпл , К DH, кДж/моль
    Плавление      
В 2300 22,2 Аl2O3 2303 108,8
V 2185 17,6 CaO 2873 79,5
W 3650 35,2 SiO2 (кристобалит) 1986 13,0
1809 15,2 ТiO2 2113 64,9
Мо 2880 27,6   Кипение  
N 1726 17,6 Са 1765 150,0
Nb 2741 26,4 Mg 1390 128,7
Ti 1940 15,5 S 716 9,62
Zr 2123 16,7 Р (красн.) 704 30,1
Сг 2171 20,92      

Таблица П6

Коэффициенты диффузии D компонентов в жидком железе

Диффундирующий элемент t, °С D×109, м2 ED , кДж/моль Диффундирующий элемент t, °С D× 109, м2 ED , кДж/моль
С (0,03 %) 1550 7,90 50,4 S 1550 4,7 33,0
С (2,1 %) 1550 7,80 - O 1600 4,5 21,0
С (3,5 %) 1550 6,7 - Mn 1680 0,61 67,1
N 1600 3,77 38,6 Si 1560 3,8 37,8
С(1 %) 1600 4,9 42,0        

Таблица П7

Коэффициенты самодиффузии компонентов
в жидком шлаке 40 % CaO, 40 % SiO2 , 20 % Al2O3

Диффундирующий элемент t, °С D×1010, м2 Диффундирующий элемент t, °С D×1010, м2
Аl 1600 4,9 P 1500 0,8
Са 1540 3,4 S 1500 4,4
О 1400 20,0      

Таблица П8

Динамическая вязкость h некоторых жидкостей

Жидкость t, °С h, Па×с Жидкость t, °С h, Па×с
Вода 25 0,00089 Чугун 1400 0,0015
Глицерин 25 0,5 Шлак:    
Касторовое     жидкий 1600 0,002
масло 25 0,8 средний 1600 0,02
Железо 1600 0,0045 густой 1600 ³0,2
Сталь 1600 0,0025      

Таблица П9

Температурная зависимость констант реакции раскисления железа различными элемеитами-раскислителями*

Реакция

lgK = A/T + B

R, %

A B
СаО = [Са] + [O] -33865 7,60 -
СаО = Саг + [O] -35000 10,33 -
ВаO = [Ва] + [O] -31380 7,65 -
ВаO = Ваг + [O] -30950 9,10 -
Се2O3 = 2[Се] + 3[O] -76000 21,00 -
СеО2 = [Се] + 2[O] -53750 16,70 -
La2О3 = 2[La] + 3[O] -77300 20,79 -
Y2O3 = 2[Y] + 3[O] -72000 17,58 -
ZrO2 = [Zr] + 2[O] -41340 12,07 -
А12О3 = 2[Аl] + 3[O] -64900 20,63 -
TiO2 = [Ti] + 2[О] -30900 10,40 < 0,01
Ti3O5 = 3[Ti] + 5[О] -87170 31,08 0,01–0,2
Ti2O3 = 2[Ti] + 3[O] -28950 7,42 0,2–4
TiO = [Ti] + [O] -17860 6,55 > 5
SiO2 = [Si] + [O] -30720 11,76 > 0,2
V2O3 = 2[V] + 3[O] -42610 16,86 > 0,3
NbO2 = [Nb] + 2[O] -28780 11,83 > 0,2
MnO = [Mn] + [O] -15200 6,78 -
Cr2O3 = 2[Cr] + 3[O] -43140 18,63 6–16
CO = [C] + [O] -1168 -2,07 -
FeO = Feж + [O] -6317 2,734 -

_________

*Данные, приведенные в таблице и широко используемые в литературе для расчетов процесса раскисления, в ряде случаев могут отличаться от значений, полученных на основе табл. П1 и П2.

Таблица П10

Поверхностное натяжение металлов1

Металл T, °С s, мДж/м2 -¶s/¶T Металл T, °С s, мДж/м2 -¶s/¶T
Al 700 860 0,14 Mn 1550 1010–1060*3 0,31
Ti 1670 1650 0,26 Fe 1550 1820–1860 0,35
Zr 1850 1480 0,20   1600 1780–1830  
Si 1550 750 0,09 Со 1500 1790–1840 0,40
Сr 2020 1590 0,32   1600 1770  
Мо 2620 2250 0,18 Ni 1500 1750–1800 0,39
W 3400 2500 0,29   1600 1720  
        Се 800 740 0,33
        Nb 2470 2010 0,24
        V 1910 1950 0,31

_________

1 Температурная зависимость поверхностного натяжения описывается уравнением s = sTпл + ds/dT (T - Tпл).

Ниже приведены значения поверхностного натяжения различных шлаков (мДж/м2) ЭШП:

Шлак:

доменный (40 % SiO2, 40 % СаО, 20 % Al2O3)..................………... 420...480
электросталеплавильный окислительный (35–45 % СаО, 10–20 %  
SiO2, 10–30 % FeO, 2–8 % Р2O5, 4–10 % MnO, 7–15 % MgO.………. 250...350
электросталеплавильный восстановительный (55–60 % СаО, 20 % SiO2, 2–5 % Al2O3, 8–10 % MgO, 5–10 % CaF2).............………….. 400...450
конвертерный (5–10 % SiO2, 20–40 % СаО, 55–70 % FeO)....……. 500...600
синтетический известково-глиноземистый для обработки металла в  
ковше (55% СаО, 20–45 % А12О3, 2–10 % SiO2, 2–10 % MgO)…….. 450...600
синтетические шлаки для разливки стали (10–25 % СаО, 20–30 %  
SiO2, 3–10 % MnO, 5–20 % Na2O, 10–30 % CaF2)...........………......... 250...300
ЭШП:  
АНФ-6 (25–30 % Al2O3, 60–57 % СаF2, 4–5 % СаО)..........………… 300...350
АНФ-1П (95 % CaF2, 5 % СаО) .............................……..…………… 280...300
АН-292 (55–60 % Аl2O3, 30–35 % СаО) ...............………………...... 550...600
индукционной плавки (60 % СаО, 10 % MgO, 30 % CaF2)........……. 350...400

Таблица П11

Поверхностное натяжение стали

Марка стали Т, °С s, мДж/м2 Марка стали Т, °С s, мДж/м2
ШХ15 1550 1590 110Г13Л 1560 1270
  1600 1350      
30ХГСА 1550 1360 12Х18Н10Т 1600 1200
  1600 1250      
Сталь 20 1550 1300 3Х13 1600 1280

Таблица П12

Межфазное натяжение на границе металл – шлак*

Металл Шлак sм–ш, мДж/м2
ШХ15 Белый электропечной 1000–1200
  Карбидный электропечной 700–900
  Синтетический известково-глиноземистый 1000–1200
  АНФ-6 (ЭШП) 1100–1300
  Синтетический для разливки 900–1000
08Х18Н9Т Синтетический известково-глиноземистый 800–900
  АНФ-6 (ЭШП) 1100–1200
Fe + 0,04 % C Конвертерный 300–400

_________

* Разброс данных связан с колебаниями состава металлических и шлаковых расплавов.

Таблица П13

Температура плавления, плотность и поверхностное натяжение неметаллических соединений

Соединение Tпл, °С r, г/см3 s*, мДж/м2 Соединение Tпл, °С r, г/см3 s*, мДж/м2
FeO 1370 5,70 Ce2O3 1690 6,86
Al2O3 2030 3,97 V2O5 800 3,37
Al2O3     TiN 2950 5,40
SiO2 1710 2,65 СaF2 1360 3,20
MnO 1780 5,40 FeS 1195 4,80
TiO2 1840 4,25        

* В знаменателе указана температура измерения T, °С.

** Оценочное значение.

Таблица П14

Смачивание расплавленными металлами твердых неметаллических включений при 1600 °С (q - краевой угол смачивания)

Неметаллическое включение Металл q, град Неметаллическое включение Металл q, град
Аl2O3 130–140 TiO2 Fe 72–84
Аl2O3 Ni 130–138 BeO Fe 135
Аl2O3 Со 130 Cr2O3 Fe 88
Аl2O3 Сu 170 MgO Fe 140
Аl2O3 Мn 103 BN Fe 120
Аl2O3–FeOx Fe 80 TiN Fe 130
SiO2 Fe 115 AlN Fe 130
CaO 132 ZrN Ni 0
ZrO2 Fe 140 ZrN Co 130
ZrO2 Ni 132 TiC Fe 49
СеO2 Ni 119 TiC Ni 62
ТiO2 Ni 130 ZrB Fe 100

ГРИГОРЯН Вули Аршакович

СТОМАХИН Александр Яковлевич

УТОЧКИН Юрий Иванович

ПОНОМАРЕНКО Александр Георгиевич

БЕЛЯНЧИКОВ Лев Николаевич

КОТЕЛЬНИКОВ Георгий Иванович

ОСТРОВСКИЙ Олег Исаакович

Физико-химические расчеты электросталеплавильных процессов

Сборник задач с решениями

Редакторы Л.В. Иванкова, Г.Б. Преображенская, В.И. Ченцова

Компьютерная верстка А.А. Беловой, Л.Ю. Углевой М.А. Шамариной

Подписано в печать 19.07.07

Бумага офсетная  
Формат 60 ´ 90 1/16

Печать офсетная

Уч.-изд. л. 19,9
Рег. № 857

Тираж 500 экз.

Заказ 1407
       

Московский государственный институт стали и сплавов,

119049, Москва, Ленинский пр-т, 4

издательство «Учеба» МИСиС,

117419, Москва, ул. Орджоникидзе, 8/9

тел.: 954-73-94, 954-19-22

Отпечатано в типографии издательства «Учеба» МИСиС,

117419, Москва, ул. Орджоникидзе, 8/9

1 Возможны и другие варианты расчета - сопоставление равновесных [С] или pCO , определение равновесных температур, соответствующих разным условиям. Результат во всех вариантах должен быть одинаковым.

* Зависимостью коэффициентов активности от содержания алюминия, углерода и кислорода можно пренебречь. Параметр можно принять равным (в связи с отсутствием необходимых данных).

[1] Белянчиков Л.Н. Спецэлектрометаллургия сталей и сплавов: Учеб. пособие. М.: МИСиС, 1987. 120 с.