炼钢设计基础

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1、铁合金是一种或两种以上的金属或非金属元素融合在一起的合金。铁合金的用途(1)用作脱氧剂(2)用作合金剂(3)改善铸造工艺和铸件性能(4)用作还原剂(5)其他方面的用途按热量来源分类.1碳热法2.电热法3.电硅热法4.金属热法铁合金生产的基本任务是把冇益元素从矿石或氧化物中提取出來，或者对铁合金初级产品进行精炼得到较纯或髙纯产品。铁合金冶炼的本质是所需元素的氧化物与还原剂反应生成所需元素和还原剂屮主元素的氧化物。MeO+M=Me+MO氧势图的作用1、判断氧化物的稳定性2、判断氧化物的相对稳定性3、确定氧化物的氧化还原次序4、求出用C还原氧化物的最低还原温度

2、已知MeO与CO的氧势线在W点相交，试确定C还原MeO的温度条件？答：在一定温度下，氧化物分解反应达平衡吋反应的RTlnPO2(平)称为氧化物的氧势，表示氧化物分解出氧的趋势。(或一定温度下元素与Imol氧生成氧化物时反应的标准自由能变化值Go生)。当T2Tw时，C可将MeO还原。RTLnPo2（平）设熔体含求FeO10%、MnO90%共lOOKg,分4次向熔体加入4Kg纯碳，求温度为2058K时加入碳的分配比和各阶段生成合金的成分及氧化物还原度。(设熔体为理想溶液。2MnO(l)=2Mn(l)+O2△Go=689523-111.34T；2FeO(l)=

3、2Fe(l)+O2AGo=465470-90.67T)解：第一步：先求出纯FeO和MnO的分解压力及熔体内反应的平衡常数K设熔体为理想溶液，温度为2058Ko2MnO(l)=2Mn(l)+O2AGo=689523-111.34T；AG°=・RTln/^：(伽2FeO(l)=2Fe(l)+O2"AGo=465470-90.67T:AG°=・RTln/E(&o)纯MnO的分解压22.085xlO-7Pa(式中匕：(枷。)应用(枷。)/101325Pa)纯FeO的分解压嚴曲)=&433x10—3Rz当FeO、MnO熔体处在一个熔体中且系统达到平衡吋，各反应的平

4、衡氧气分压应相等，第二步：求各阶段生成合金的成分设加入的碳为aKg,用于还原FeO的为xKg,则用于还原MnO的碳为(a-x)Kg,反应式:FeO+C=Fe+COtMnO+C=Mn+COt反应达到平衡时合金和渣的成分如下：XX由反应式看，lmol碳可还原出lmol铁或镭，故—mol碳可还原出铁的摩数g-—鱼虫mol碳可还原出镒的摩尔数％=气磐o1212n10x^FeO=总FeO摩尔数一已还原的摩尔数=—"伽0=总MnO摩尔数一已还原的摩尔数=罟-""]2兀)K’—■Xpe_“MviO•〃屉_20]2XMn•XFeO^Mn*“FeO经整理%2—(1.701

5、4+ci}x+1.6725(2=0(i)求加入的碳的分配比令CFeC——用于还原FeO所用的碳；^MnO用于还原MnO所用的碳。加入1Kg碳时，代入上式X1—2・73兀+1・71=0解此式,x1=0.9097,1-X1=0.0903C—^=10.07c^MnO-=2.75J。同样方法求出：a=2时，x2=1.4662,2-x2=0.5338a=3时，x3=1.5894,3-x3=l.4106ccJMnOa=4时，x4=1.4662,2-x2=0.5338CJFeOc=0.68(2)求合金和渣的成分a=l时=h=0-07582;HMn=0.007517XF

6、enFe0.07852nFe+nMn0.07852+0.007517"0,90970.007517nFeO护扑（少曙-0.06308Pomo）=2・085xl（f7x（…‘）2=2・34灯0一5Pq。2（伽o）0.0902同理:XFeO"宀。0.0^=00477nFeOnMn0=(聖—□)=(艺—1Z2222Z)=1.259咖、7112v7i12沿心.g血x（罟讐尸=2.321"%%==0.0：3?：259=09523用同样的方法求出：a=2,3,4时合金和渣的成分（3）求平衡时渣中氧化物的平衡分解压力当a=l时，八p-KMn°rO2（MnO）—八2aM

7、n09593同样方法求出a=2,3,4吋渣中氧化物的平衡分解压力。对电极材料的要求：1）有良好的导电性好，比电阻要小;熔点高;电极端弧光柱的平均温度约为3500〜4000°Co2）线膨胀系数要小，当温度剧烈变化时不易变形，并且有良好的导热性。3）高温下要有足够的机械强度；4）含杂质要低，而且杂质不污染所熔炼的产品。5）价格便宜，制造方便。自焙电极用无烟煤、焦炭以及沥青和焦油为原料，在一定温度下制成电极糊，然后把电极糊装入已安装在电炉上的电极壳屮，在电炉生产过程川依靠电流通过时所产生的焦耳热和炉内传导热，自行烧结焦化。矿热炉按容量大小可分为大（炉用变压器＞

8、9000KV・A）中（2000〜9000KV・A）小（V2000KV・A）容量三