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 .. 72 73 74 75 76 77 < 78 > 79 80 81 82 83 84 .. 103 >> Следующая

182
12 16 20 21 28 32 36 W Al мас. %
Рис. 6.29
Рис.6.29. Зависимость энергозатрат от содержания алюминия в шихте
При Г, К: 1 — 12 - 1500, 1700, 1900, 2100, 2300, 2500, 2700, 2900, 3100, 3500, 3700 (без учета образования растворов)
Рис.6.30. Взаимодействие концентрата с алюминием (L - 27,65)
а - конденсированные фазы: 1,2 -металлический, оксидный растворы; б— газовая фаза: 1-16 — P2, Ar, SiO, Ca, Fe, Al, Al2O, Р, CaO, AlO, NbO, NbO2, О, O2, FeO, PO
Рис. 6.31. Состав оксидного раствора при взаимодействии концентрата с алюминием (L = 27,65)
1-4 - CaO, Al2O3, Nb, SiO2
N7 мол. доля
1,0 0,6 0,2
р, МПа.
а

Г
J I
<
2 \
\
2200 3000 T К
1800 2600
P и с. 6.30
3400 І к
N9 мол. доля
2200 3000 T1K Рис. 6.31
На зависимости Q7(T) при 1800-1900, 2200-2300, 2700-3000, 3800-4000 К заметны отклонения от монотонного изменения хода кривой. По-видимому, увеличение QT при указанных температурах связано с дополнительными затратами энергии соответственно на плавление металлического раствора и шлака и на переход их в газовую фазу. Нужно отметить, что до 2200 К для проведения равновесного процесса нет необходимости подведения энергии извне.
С практической точки зрения желательно проводить процесс с высоким извлечением ниобия в металлический раствор и фазовым отделением его от шлака. Этим условиям удовлетворяет интервал 2200-2600 К. Энергозатраты составляют 0—1100 кДж/кг.
Ниже приведен состав металлического раствора (мае, %).
т, К Nb 2200 28,35 2600 33,74
Fe 34,22 44,26
P
15,25 4,46
Al 20,44
15,22
Si
1,72 2,26
2,1 6,1
Ca 1(P
10~2
Взаимодействие концентрата с кремнием. Исследованы составы, у которых содержание кремния в шихте L составляет 13,8-39,1 мае. % [54].
В расчетах учитывалась возможность образования следующих конденсированных компонентов: Ca2Nb2O7, CaNb2O6, NbFe5 Nb4Si, Nb5Si3, NbSi2,
183
Nb, NbO, Nb2O5, Ca3P2O8, NbO2, Ca2P2O7, Ca, Ca3P2, CaSiO3, Ca2SiO4, Ca2Fe2O4, FePO4, CaSi, CaO, Fe2SiO4, Fe2P, FeSi, FeSi2, Fe5Si3, Fe3Si, Fe3O4, Fe2O3, FeO, Fe, SiO2, Si. В газовую фазу были включены: SiO2, SiO, Si, SiCT , CaO, Ca, Ca+ , NbO2, NbO, Nb, Nb+ , FeO, Fe, P4O10, P4O8, F4O6, PO, P4, P2, Р, P+, O2, О, ей Ar.
В результате предварительных расчетов установлено, что в качестве оптимальных можно рекомендовать рабочие тела с L =36,5 мае. % Si в шихте при T > 2500 К. Фосфид железа - нежелательный компонент сплава -при L > 29,1% не образуется. В конденсированном состоянии можно выделить две фазы: шлаковую (NbO, NbO2, Nb2O5, SiO2, Ca2Nb2O7, Fe2SiO4, CaSiO3, Ca2SiO4) и металлическую (Fe2P, Fe3Si, Fe, FeSi, NbSi2, Nb, CaSi, Si). В реальных условиях при 2000 К, по-видимому, возможно их фазовое разделение.
Восстановление, вероятно, целесообразно проводить при L = 36,5 мае. % Si и 2900-3300 К с получением жидкого ниобия (T1171 = 2743 К). Потери металла за счет перехода в газовую фазу при этом не превышают 5—6% от общего количества ниобия. Энергозатраты составляют 8000—8900 кДж/кг (рис. 6. 33).
Для уточнения условий получения ниобия (или его сплава) проведены расчеты (L - 36,5 мае. % Si в шихте) с учетом возможности образования шлакового и металлического растворов.
Основные результаты представлены на рис. 6.34-6.36. В конденсированном состоянии возможно образование двух фаз, устойчивых в широких температурных интервалах: металлический раствор - до 3800 К, оксидный - до 3000 К. Шлак до 2600 К преимущественно состоит из SiO2 и CaO; при температурах, выше 2600 К в нем появляется NbO (рис. 6.35).
Металлический раствор выше 2600 К в основном состоит из железа, ниобия, заметных количеств кремния и следов кальция, фосфора (рис. 6.35, б). Ниобий до 2600 К почти полностью входит в состав NbSi2. При 2800—3400 К извлечение ниобия в металлический раствор не ниже 90%. Максимальное извлечение (98-99%) возможно в интервале 2900-3200 К (рис. 6. 36,а).
Энергозатраты увеличиваются с ростом температуры. До 1600 К для реализации процесса нет необходимости подведения энергии к системе. При 1600-1700, 2000-2100, 2700-2900 К на кривой Q7(T) заметны изломы.
По-видимому, это связано с дополнительными затратами энергии на осуществление различных равновесных превращений.
Процесс восстановления ниобия кремнием можно теоретически проводить в двух температурных интервалах: до 2600 К и при 2900—3200 К. Рассмотрим обе возможности.
В первом варианте, когда ниобий в основном находится в виде NbSi2, целесообразно вести процесс при 2200-2600 К, учитывая, что Гпл (NbSi2) = = 2200-2350 К [33, 35]. Расплав NbSi2 и металлический раствор, по-видимому, образуют жидкую металлическую фазу (с учетом анализа диаграммы состояния [34]), которую можно отделить от шлака. В образовавшемся растворе максимальное содержание фосфора ~Ы0"7 мае. %. Энергозатраты при 2200-2600 К составляют 2930-4640 кДж/кг рабочего тела.
184
Nb, мас. % 100
80 60 40 20
*2 —^ \
\ X
>
J А
<5? У \2У
то
2600 то ту л
1800 2600 Ту Л
Рис. 6.32. Взаимодействие концентрата с алюминием (L = 27,65)
Предыдущая << 1 .. 72 73 74 75 76 77 < 78 > 79 80 81 82 83 84 .. 103 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.