Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Семиколенков Н.П. "стрельба из танковых пулеметов " (Военное дело)
Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов - Синярев Г.Б.
Синярев Г.Б., Ватолин Н.А., Трусов Б.Г., Моисеев Г.К. Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов . Под редакцией Щепкин А.А. — М.: Наука, 1982. — 267 c.
Скачать (прямая ссылка): primenenevm1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 68 69 70 71 72 73 < 74 > 75 76 77 78 79 80 .. 103 >> Следующая

0,5
2600 jm T9 /г
N9 мол. доля 1,0
Ofi 0,6
OM
0,2
-
\ I У
ь
г, ( -
У -
6
Ї5Г>"
3,5
2600 JWO T9 К
Рис. 6.18. Взаимодействие Nb2O5 с углеродом (рабочее тело Г)
а: 1—3 — распределение ниобия в оксидной, газовой и карбидной фазах; б: 1 — энергозатраты; 2,3 — содержание оксидов в растворе NbO, NbO2
ся от 90 до 87%, проходя через максимум (98-99%) при 3300—3600 К. Основные потери до 3300—3600 К связаны с образованием карбидной фазы, выше 3600 К-с испарением ниобия из раствора (см. рис. 6.14, б).
На кривой QT(T) в интервалах 1900-2000 и 2700-2800 К заметны изломы. По-видимому, при этих температурах происходит плавление шлака, образование металлического раствора и его плавление. Обращает на себя внимание высокий уровень энергозатрат по сравнению с составом А. При 3300-3600 К Q1, = 12550-15700 кДж/кг по сравнению с 5770-6070 кДж/кг для состава А. Возможные причины увеличения Q1, обсуждались ранее.
Рабочее тело В (рис. 6.15, 6.16). Состав и области существования фаз близки к ранее рассмотренным для рабочих тел А и Б. Карбидные фазы существуют до 2800 К, шлак - до 3200 К, металлический раствор — выше 2700 К. Газовая фаза состоит в основном из H2, СО и Н.
Содержание углерода в металлическом растворе не превышает 0,008 мае. %. Минимальное содержание углерода (~ 0,003 мае. %) наблюдается при 3200 К. Изменение состава шлака подобно ранее рассмотренным для рабочих тел А и Б.
Разница в извлечении ниобия в металлический раствор существенна. Максимальное извлечение составляет 86—87% при 3100—3200 К. В интервале 2800-4000 К извлечение меняется от 83 до 70%. Потери до 3000 К пре-
173
Таблица 6.2
Оптимальные условия равновесного восстановления ниобия углеродсодержащкми восстановителями
Характеристика оптимального процесса В осстановител ь
С CH4 С +CH4
Содержание восстано- 18,43 23,1818 4,681+15,6311
вителя ?,мас. % (в шихте)
Г, К 3300-3700 3300-3700 2900-3400
Извлечение Nb, % 98-99 97-98 84-87
Максимальное 99(3500) 99 (3600) 87(3100)
извлечение, % (t9 К)
Qt9 кДж/моль 5860-6150 12550-17740 8370-11500
Содержание углерода 0,05-0,11 0,05-0,105 6 • 10~3 - 3,5 • 10~3
в металлическом растворе, мае. %
имущественно связаны с переходом ниобия в шлак, а выше 3200 К-в газовую фазу. Для этого рабочего тела характерно повышенное содержание ниобийсодержащих паров в газовой фазе.
Рабочее тело Г (рис. 6.17, 6.18). Конденсированные фазы выше 2000 К состоят из карбидов, причем W(NbC) не менее 0,985. С ростом температуры W(NbC) проходит через максимум при 2500—3300 К. Газовая фаза состоит преимущественно из СО и Ar (см. рис. 6.17). Извлечение ниобия в карбидную фазу при 2100—3000 К около 100%. При более высоких температурах увеличиваются потери ниобия за счет испарения. Шлак, состоящий из NbO и NbO2, существует в интервале 1600—2100 К в небольших количествах (N < 0,002). Энергозатраты с ростом температуры до 3800 К увеличиваются линейно и могут быть описаны уравнением Q7 - 2092 + + 0,21505 Г,кДж/кг (Г, К).
Для составов Д и E результаты расчетов не приведены, поскольку определено, что углерод для получения монокарбида ниобия является лучшим восстановителем.
Оптимальные условия и характеристики восстановления Nb2O5 до ниобия приведены в табл. 6.2.
Анализ ранее рассмотренных результатов и данных табл. 6.2 позволяет сделать вывод, что лучшим восстановителем из рассмотренных является углерод. В его пользу свидетельствует высокое извлечение в металл, наиболее низкие энергозатраты. Применение метана и смеси метана с углеродом менее эффективно по ряду причин, в частности из-за более высоких энергозатрат, значительного расхода газов, низкого извлечения ниобия. Анализ результатов термодинамического расчета получения NbC и сравнение их с диаграммой состояния Nb-C [38] (рис. 6.19) показывают, что при 3310—4000 К в конденсированном состоянии должен существовать не Nb2C, как получено расчетом, a NbC и раствор углерода в ниобии. Количество раствора должно быть незначительно, так как при 3310 KW(Nb2C) не превышает 0,012.
174
36t3±8(**tf)-
3600
3400
3200
3000
2600
2?00
UO so
Cf мол. % Рис. 6.19. Диаграмма Nb-C по [38]
Термодинамике и химизму процессов получения ниобия из Nb2O5 по итоговым реакциям
Nb2O5 (к) + 5NbC(K) = 7Nb(K) + 5С0, (6.21)
Nb2O5 (к) + 5С(к) = 2Nb(K) + 5CO (6.22)
посвящен ряд исследований [39-47]. Обзор работ, выполненных до 1958— 1959 гг., сделан в книге [29]. В этой монографии, в частности, приведены зависимости AG0 (T) реакций восстановления оксидо^в NbO, NbO2, Nb2O5 углеродом до металла. Впервые обстоятельно процессы образования ниобия по (6.21) и (6.22) изучены в работах [39, 40]. Подробный анализ реакций карботермического восстановления сделан в работах [41—47]. В работе [45] приведены возможные реакции образования низших оксидов, карбидов и металлического ниобия. В том числе учитывается возможность образования газообразного оксида Nb2O5, его диссоциация до NbO2, восстановление Nb2O5 углеродом. Ранее (см. пункт 6 главы 4) показано, что термическая диссоциация конденсированного Nb2O5 проходит с образованием NbO2 и O2 вплоть до перехода оксида в газовую фазу. Поэтому, по-видимому, можно не принимать во внимание Nb2O5 ^ при объяснении химизма процессов. Основные реакции образования низших оксидов,
Предыдущая << 1 .. 68 69 70 71 72 73 < 74 > 75 76 77 78 79 80 .. 103 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.