Fig. 9.7. Scheme ale acțiunii riving (respingătoare) a ionilor de același nume. situate pe suprafața de bule de gaz O aa și bb \ (I) și Meren bici efect în straturi superficiale ab și bule de gaz delimitatoare-vayuschih A'b“(porțiunea hașurată - lichid) (II)
V. Ya Yavoysky a subliniat următorii factori care determină înclinarea zgurii la spumare:
1. vâscozității de suprafață a zgurii, adică. E. Rezistența mecanică a nostnoy top-film determinat, la rândul său, concentrația de peste activi anioni nostno mari (sau complecși de siliciu-kremnefosforistyh).
2. Heterogenitatea zgurilor, prezența în ele a unor particule solide de zgură (liofilizate) umectabile.
4. Temperatura zgurii (temperatura scăzută determină rezistența mecanică crescută a filmului, viscozitatea suprafeței zgurii și natura întârziată a dizolvării solidelor suspendate în zgură).
5. Intensitatea și caracterul fluxului luminos gaz penetrează stratul de zgură (în creștere de intensitate-zovydeleniya ha, și cel mai important - gradul de dispersie de bule de gaz, de cotitură pe generatoare de flux penetrant a fost kovy prin topire duce la o creștere a spumare zgură).
6. Compoziția chimică a zgurii. Pivotul-novnyh zguri tendință crește la penoob-mațiile cu concentrație mai mare-SRI SiO2 și P2 O5 și true bazicitate este coborât (m. E. Bazicitatea calculată din concentrația de oxid de kal-TION dizolvat). Adăugarea de fluorură în zgura mobilă ușoară crește înclinația zgurii la spumare datorită creșterii concentrației de zgură a ionului de suprafață F-. Creșterea concentrației-TION de oxizi de fier crește tendința de spumare zgură, ca rezultat stimularea acțiunii asupra podshlakovogo procesului de oxidare carbon dezvoltare însoțitor-Gosia formează o multitudine de bule mici pop încet în zgură.
7. Presiunea mediului gazos deasupra stratului de zgură (creșterea presiunii în spațiul de topire a cuptorului, prezența unui jet elastic plat de fals, care precipită spuma, duce la o reducere a prețurilor).
Cea mai mare înclinație spre flotare este posedată de zguri cu o bazicitate de 1,5-1,6 (Figura 9.8). Creșterea conținutului de zgură de oxizi de fier și de mangan ajută la reducerea tendinței de zgură la spumare. Toate măsurile de accelerare a formării de zgură pentru obținerea unei bazicități mai favorabile și mai ridicate prin topire contribuie la scăderea spumării zgurii. Acestea includ diverse tehnici de baie amestecare intensivă, metode de metode de încălzire rapidă înlocui zgură convențională (calcar, minereu de fier) complex TION, preparat în fluxuri avans (produse, de exemplu, co-ardere de calcar concomitent, fier și minereuri de mangan, și altele. ), utilizarea formării de zgură într-o formă sub formă de pulbere și așa mai departe.
Tehnologia de topire a oțelului în cuptoarele cu arc electric de înaltă performanță include funcționarea spumei artificiale a zgurii. Pentru a face acest lucru, o pulbere de cocs sau cărbune este injectată (adesea suflată) în zgură sau zgură, inițiind cursul reacției de oxidare a carbonului direct în zgură. Formarea bulelor mici de CO asigură spumarea intensă a zgurii; În consecință, sunt create condiții favorabile pentru protejarea arcurilor, reducerea iradierii pereților și a acoperișului cuptorului și îmbunătățirea absorbției căldurii de către baie.
Vâscozitatea zgurilor lichide de fabricare a oțelului variază foarte mult, iar natura schimbării vâscozității de la temperatură depinde de compoziția zgurii. Din fig. 9.10 arată că, în timp ce viscozitatea zgurii acide ca modificări măsurabile-nyaetsya lin temperatură (zgură „lung“), zguri un novnye au un interval de temperatură de tem scurt al tranziției de la lichid la stare solidă ( „SCURTĂ-Kie“ zgură ); vâscozitatea unor astfel de zguri crește de obicei brusc cu o scădere a temperaturii sub 1500 ° C
Fig. 9.9. Dependența densității de bază
Zgură din conținutul de oxizi de fier și mangan
Căldura specifică a zgurii, în funcție de compoziție și temperatură, variază în limite destul de înguste: 0,8-1,2 kJ / (kg * K).
Zgurii lichizi au conductivitate electrică, ceea ce indică structura lor ionică. Conductivitatea electrică a zgurilor de bază este mai mare decât cea a celor acide. Pe măsură ce crește temperatura, conductivitatea electrică crește. La temperaturile proceselor de fabricare a oțelului, conductivitatea electrică a zgurii, în funcție de compoziție, variază de la 0,2 la 1,0 ohm-1 • cm-1. Datele privind conducta elektriches zgură Coy necesară-avem în organizarea proceselor de electroni roplavki, încălzire electrică a zgurii în oala de turnare în timpul prelucrării cuptor IU-taliu în electrozgura înotau ve și m. N. Conductivitatea electrică este de obicei mai mare in zgura cu conductivitate termică ridicată și joasă viscozitate. Conductibilitatea termică a zgurii variază în funcție de compoziție pe o gamă largă; Când crește temperatura, conductivitatea termică crește. Zgurii reali sunt sisteme multicomponente, deci este dificil să se determine punctul lor de topire, cunoscând punctele de topire ale constituenților acestor zguri. De obicei, datele sunt utilizate pentru diagramele triplu de fază ale sistemelor de zgură. permițând estimarea aproximativă a temperaturilor de topire ale zgurilor reale ale unei compoziții mai complexe. Din diagrama de faza de CaO-A12 O3 (Fig. 9.11), care, atunci când este administrat unei A12 zgură de bază O3 (în bauxită multe A12 O3)
Fig. 9.11. Diagrama stării CaO-A12O3
10. STRUCTURA OȚELULUI LICHID
10.1. INFORMAȚII GENERALE
Starea lichidă a materiei este considerată intermediară între solidă și gazoasă. Și dacă o ha ideală de gaz acterized plin structura dezordonata-niem și solide perfecte (cristal), - completează ordonarea-niem în aranjamentul particulelor și de neevitat-mennostyu această locație în pro-spațiu și timp, astfel modelul ideal lichid încă. . Deoarece Vestn fizicianul englez J. Bernal a propus să clasifice cu vivace materia urmează: cristalele au o structură regulată și conectată, lichid - structură neregulată și conexe, gaz - și structura neregulată nelegat. Structura lichidului diferă de structura cristalului și a gazului. În plus, fiecare lichid are un număr de structuri care se pot deplasa liber unul în altul.
Metalele topite au un complex de proprietăți, pe de o parte, similare cu proprietățile lichidelor nemetalice și, pe de altă parte, cu proprietățile metalelor solide. Caracterizata Terni-caracterizantă are lichide metalice (topiturile) de la toate celelalte lichide sunt Xia: proprietăți electrice și Galve-nomagnitnye mari (conductivitate electrică, adică emf la efect Hall datorită prezenței electronilor colectiv-tivizirovannyh valență .... nou), densitate mare în aranjarea particulelor (ionilor); în timp ce plata-lea volum de metal lichid în punctul de topire nu depășește Udel-ny volum de cristal de mai mult de 6% 2-, t. e. în intervalul de topire al cristalului dintre particulele sale constitutive variază în neesențial-telno.
Fierul este un metal de tranziție 3d. Configurația cochililor de electroni externi din fontă solidă 3p63d64s2. Raza atomului de fier este de 0,128 nm. Fierul cristalin poate fi în mai multe modificări () în funcție de temperatură și presiune.
Când se ia în considerare fierul și aliajele sale, este necesar să se ia în considerare supraîncălzirea metalică inerentă proceselor de fabricare a oțelului în raport cu punctul de topire. Dacă temperatura de topire a oțelului în dependență-ing de compoziția sa, în mod tipic variind de letsya variind de 1450-1535 ° C, temperatura de topire a oțelului topit din oțel-agrega cele de 1500-1650 ° C. De exemplu, măsoară temperatura de topire a oțelului -1500 ° C, iar temperatura lichidului din topitură, în fine -1600 ° C, t. E. Gradul ne-regreva și interacțiunea dintre part-Tsami off-line (nu particulă-repulsie nu vayutsya atras) și (r) = 0.
În teoria statistică a fluidului, se folosește și funcția de distribuție radială. Sensul fizic al acestui concept poate fi explicat după cum urmează. Pentru odnoatom pe termen lichid nu este supus influențelor externe, și posedă odi-identic în toate direcțiile, proprietățile lor (izotrope), toate dispozițiile oricăreia dintre particulele sale sunt la fel de probabile. Într-o astfel de distribuție a fluidului de particule cu privire la orice particule arbitrar selectate spherically sim-simetrică, și cantitatea g, care caracterizează interacțiunea yuschaya-particula intensitate este determinată numai de distanța dintre particulele r niem. Functia g (r) se numește o funcție de distribuție radială a atomice (sau pur și simplu o funcție a distribuției radiale) și se determină experimental rânduri meto-rentgene- și elektrone - analiza de difracție cu neutroni. Magnitudinea g (r) care caracterizează-o schimbare în probabilitatea de a găsi depuneri de particule în stratul sferic-com la o distanță r de particule alese ca origine (în regiunea ob în apropierea originii Vero yatnost găsi o altă particulă este egală cu zero). La un anumit dis vivace de origine (de obicei egal cu mai multe diametre ale parțiale ces) la fiecare oră și aranjamentul reciproc al particulelor sunt la fel de probabile, t. E. Există o ordine cu rază lungă. Oscilațiile valorilor funcției g (r) în apropierea originii indică prezența ordinii cu rază scurtă de acțiune. Dacă se cunoaște potențialul de interacțiune între particule (r). și funcția de distribuție radială g (r), atunci se pot calcula multe proprietăți de echilibru ale lichidului.
Modele de structura metalului lichid. În prezent, există un număr mare de teorii privind structura fluidelor.
Fig. 10.1. Vizualizarea schematică a potențialelor efective de interacțiune a perechilor
În 1924, omul de știință sovietic Ya. I. Frenkel era unul dintre primii. care ob atenție ratil faptului că lichidul taliu UI la temperaturi apropiate de punctul de topire, pentru mai multe ha de caracteristică diferă ușor de-sunt solide cristaline. În care volumul liber de lichid egal cu suma în exces în comparație cu corpul rigid respectiv IOM-OBE la zero absolut, reprezentat prin micro cavitatea nodurilor Wakan-tnym individuale sau „găuri“. M-del a fost numit gaura. În conformitate cu acest model datorită prezenței găurilor gradului de ordine în aranjamentul atomic în lichid este mai mică decât cea a cristalului. găuri sunt explicate prin prezența onoare mari CURRENT, compresibilitate, coeficienții de dilatare termică și Diffie-sia a lichidului. Un aranjament ordonat de atomi este prezent numai lângă fiecare particulă (aproape de rând). În cadrul mișcării termice teoria gaură într-un lichid are aceeași natură ca și cele din solide cristale de, m. E. redus în principal la oscilații armonice particule în jurul canonic o poziție medie. Che-tăiat ceva timp (arbitrar mici), particula poate prelua noua falsă, sărind pe o distanță aproape de interatomice.
In 1927, Stewart și Morrow gap-bot structura fluid model viespi nove pe ideea că topirea intermoleculare reciproc, de interacțiune într-o anumită măsură, menținută (cel puțin până la un anumit grad de supraîncălzire Creta-cal). Se presupune că deplasările comandate timp de particule în fluidul nu ne limităm la mod direct adiacente E-particule, și se extinde în cantități mari. complexe sau grupuri (așa-numita ordine de lungă durată a aranjamentului reciproc de particule). Aceste grupuri au fost denumite mai întâi sibotaxis. " Sibotaxis nu are limite clar delimitate; proprietate de pre-orientare a moleculelor sau atomilor din miez este înlocuită cu locație aleatoare cu particule continuu-niem în separarea sibotak 1 Ark (Gr.) ecran sisy .; Sibotaxisul este în continuă dezvoltare și se prăbușește.
În ultimii ani, în literatura tehnică în locul termenului „sibotak-SIS“ este adesea început să folosească „grup“ 2 (de asemenea folosit termenii de „micro-grup“, „fragment“, „roi“, „complex“ și altele.). Se crede că cluster-ul (sau sibotaksis, roi, etc ...) nu poate fi clasificat ca un reprezentant al celeilalte etape; El nu are nici o interfață fizică, peste care statul parametru-riu și proprietățile s-au schimbat brusc, și, în același timp, descrie structura mai lichid IFPS. Teoria statului lichid este încă în stadiu de dezvoltare, deoarece nu este aspecte clare legate de speranța de viață a definiției clusterelor, frecvența nucleată lor Denia și degradare, cu definiția volumului purtătoare de funingine ocupată de clasa-terami și zona dezordonate, pentru a determina gradul supraîncălzirea, temperatura, la care topitura devine complet dezordonată. Potrivit unor date, dezordinea completă are loc la supraîncălziri foarte mari (800-900 ° C) deasupra liniei liquidus.
Există și alte modele de lichide. Trebuie remarcat faptul că un număr de cercetători ruși au contribuit la studiul stării lichide a oțelului: V. I. Danilov, I. I. Frenkel, N. A. Vatolin, VI Yavoysky, P. V. Geld, S. I. Popel, Ba Bauma, AM Samarin, AA Wertman, P. P. Arsent'ev, V. A. Grigoryan, GN Elanskii și alții.