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 |
Fе | 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/с | ED , кДж/моль | Диффундирующий элемент | t, °С | D× 109, м2/с | 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/с | Диффундирующий элемент | t, °С | D×1010, м2/с |
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 | ![]() | ||||
** 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 | Fе | 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 | Fе | 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.