А. М. Газалиев ректор, академик нан рк, д



жүктеу 5.01 Kb.

бет4/23
Дата22.04.2017
өлшемі5.01 Kb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   23
часть  энергии  ушла  на  уплотнение,  о  чем 
свидетельствует  наибольшее  значение  напряжения  и, 
как  следствие,  плотности  при  любых  значениях 
исходного 
давления. 
Окончательное 
уплотнение 
формы определяется давлением допрессовки. 
Предложенные  зависимости  и  опытные  данные 
позволяют  определить  необходимые  конструктивно-
технологические  параметры процесса. 
СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ
 
  М атвеенко И.В., Исагулов А.З., Дайкер А.А. Динамические и импульсные процессы и машины для уплотнения литейных 
форм. Алматы: Ғылым (Наука), 1998. 345 с. 
  М аксимов  Е.В.,  Исагулов  А.З.,  Куликов  В.Ю.  М еханизм  уплотнения  слоя  дисперсных  частиц  и  особенности 
взаимодействия  теплоносителя  с  ними  //  Материалы  Международной  научно-практической  конференции,  посвящ.  80-
летию Е.А. Букетова (23-24 марта 2005). Караганда, 2005. С. 422-
 
  Гуляев Б.Б., Корнюшкин О.А., Кузин А.В. Формовочные процессы. Л.: М ашиностроение, 1987. 264 с. 
  Серебро  В.  С.,  Цвиткис  Э.  Ш., Лысенко Т. В., Давыдова Е. А., Соловьѐва В. С. Повышение эффективности технологии 
литья в оболочковые формы // Литейное  производство. 1991. № 9. С. 17–
 
 
 
УДК 669.713.013(574.25) 
 
Использование эмпирического уравнения 
для определения концентрации глинозема  
в криолит-глиноземном расплаве 

Раздел  «Машиностроение.  Металлургия» 
 
 

 
 
 
 
Р.В. ПАК, д.т.н., вице-президент  по производству, 
Ж.Ж. КАМЗИН, вице-президент  по общим вопросам, 
АО «Казахстанский  электролизный завод», Павлодар, 
М.М. СУЮНДИКОВ, к.т.н., профессор,  зав. кафедрой  металлургии, 
Павлодарский  государственный  университет  им. С. Торайгырова 
 
Ключевые  слова:  глинозем,  электролиз,  ванна,  криолит,  концентрация, расплав, эмпирическое уравнение, 
режим, подача. 
 
 результате  проведенного  исследования  влияния 
концентрации  глинозема  в  криолит-глиноземном 
расплаве  на  его  температуру  ликвидус  была получена 
эмпирическая зависимость [1]:   
 
 
[Аl О ]=71,2195-0,07789×Тliq+3,95018× 
 
 
×[КО]-0,59582×[СаF ]+0,47319×[МgF ], 
 
 
где  [Аl О ] – содержание оксида алюминия в криолит-
глиноземном расплаве, % масс.; 
Тliq  – температура ликвидус  криолит-
глиноземного расплава, °С; 
[КО]  – криолитовое отношение,  отн.ед.; 
[СаF ]  – содержание фторида кальция  в криолит-
глиноземном расплаве, % масс.; 
[МgF ] – содержание фторида магния в криолит-
глиноземном расплаве, % масс. 
Уравнение  (1)  справедливо  в  диапазонах  значений 
КО  =  2,15…2,45;  [СаF ]  =  4,0…5,5%;  [МgF ]  = 
0,70…0,95%;  [Аl О ]=1,5…3,0%;  Тliq  =  940…965
о
С  и 
послужило основанием для разработки нового способа 
экспресс-анализа  концентрации  глинозема  в  ванне 
электролизера. 
Достоверность 
разработанного 
способа 
проверялась 
сопоставлением 
результатов 
практических  измерений  и  расчетных  значений 
содержания 
глинозема 
в 
криолит-глиноземном 
расплаве  с  температурой  плавления  (рисунок  1)  и 
режимами  автоматической  подачи  глинозема  в 
электролит  (рисунок 2). 
Из  содержания  рисунков  1,  2  следует,  что 
расчетная 
концентрация 
глинозема 
зеркально 
отображает 
изменения 
температуры 
плавления 
электролита,  что  хорошо  согласуется  с  данными  о 
влиянии  концентрации  глинозема  на  температуру 
ликвидус.  В  зависимости  от режима подачи глинозема 
в  электролит  разработанный  способ  наиболее  точно 
определяет  концентрацию  глинозема и имеет меньшее 
количество  выпавших  значений. 
 
 
Рисунок 1 
 
Рисунок 2 
 
Алгоритм  работы  системы  автоматического 
питания  глиноземом  электролизных  ванн  основан  на 
известной  зависимости  напряжения  от  концентрации 
глинозема (рисунок 3).   
 
 
Рисунок 3 
 
В  представленной  зависимости  отражено  влияние 
концентрации 
глинозема 
на 
сопротивление 
электролита  и  электрохимическую  составляющую 
напряжения.  Представим  напряжение  электролизера 
U
эл
 в виде 
U
эл
 = R·I
сер
 + Е, 
где  R – псевдосопротивление  электролизера; 
Е – обратная ЭДС электролизера; 
I
сер
 – ток серии. 
Изменение  сопротивления  в  течение  суток 
относительно  невелико,  поскольку  определяется  в 
основном 
двумя 
взаимно  компенсирующимися 
процессами: 
с 
одной 
стороны, 
межполюсное 
расстояние  растет  при  сгорании  анодов,  с  другой  – 
уменьшается  за  счет  наработки  металла.  Величина 
обратной  ЭДС  при  концентрации  глинозема  в 
В
 

Раздел  «Машиностроение.  Металлургия» 

 
 
 
электролите  ниже  3,0%  меняется  гораздо  динамичнее 
(от  1,5  до  2,2  В)  и,  соответственно,  влияет  на 
измеряемое рабочее напряжение электролизера. Перед 
системой 
автоматического 
управления 
технологическим  процессом,  таким  образом,  встает 
задача  –  в  первую  очередь  держать  в  узких  границах 
изменение  концентрации  глинозема  в  электролите  за 
счет  систем  автоматической  подачи  глинозема  в 
электролит,  т.е.  стабилизировать  величину  ЭДС  и 
периодически,  несколько  раз  в  сутки,  за  счет 
перемещения  анодного  массива  корректировать 
межполюсное расстояние. 
На  рисунке  3  также  представлены  характерные 
области  работы  электролизера:  при  концентрации 
глинозема  ниже  1,5…2,0%  резко  возрастает  риск 
возникновения  анодного  эффекта,  в  диапазоне 
концентраций  от  2  до  4%  находится  рабочая  область, 
которую 
должен 
поддерживать 
алгоритм 
автоматической  подачи  глинозема,  при  концентрации 
выше  5…6%  возможно  образование  осадков  на 
подине электролизера.   
Детальный 
анализ 
графиков 
работы 
электролизеров  в  режиме  автоматической  подачи 
глинозема 
в 
электролит 
позволил 
отметить 
характерные  особенности  работы  электролизера  при 
критических  концентрациях  глинозема  в  электролите 
(рисунки 4, 5). 
 
 
Рисунок 4 
 
Из  рисунка  4  видно,  что  электролизер  работает  в 
интервале  от  точки  В  до точки А и выше (см. рисунок 
3),  который  часто  условно  называют  «левой  ветвью» 
кривой  напряжение  –  концентрация.  На  этом  участке 
напряжение 
(псевдосопротивление) 
электролизера 
сильнее  всего  зависит  от  концентрации,  что  очень 
удобно  для  алгоритма  управления  по  концентрации, 
так  как  в  ответ  на  незначительное  изменение 
концентрации  следует  резкое  изменение  измеряемого 
напряжения 
электролизера. 
Это 
изменение 
напряжения  четко  может  отследить  АСУТП  и принять 
соответствующее  компенсирующее  воздействие.  На 
«левой  ветви»  кривой,  представленной  на  рисунке  3, 
напряжение  падает  при  увеличении  содержания 
глинозема.  Для  электролита,  содержащего  12% 
(изб.масс.)  АlF   и  5%  (масс.)  СаF ,  температура 
ликвидус  падает  от  962
о
С  до  950
о
С  при  увеличении 
концентрации  глинозема  от  2%  (масс.)  до  4%  (масс.). 
При  поддержании  перегрева  постоянным,  при 
увеличении  концентрации  на  участке  А  и  В  рабочая 
температура 
электролита 
будет 
падать. 
С 
термодинамической  точки  зрения  это  объясняется 
тем,  что  процесс  нагрева  и  растворения  глинозема  – 
эндотермический,  что  приводит  к  понижению 
температуры 
электролита 
по 
мере 
введения 
глинозема.  С  другой  стороны,  не  вызывает  сомнения 
тот  факт,  что  эксплуатация  электролизеров  на  низком 
содержании  глинозема  в  электролите  обеспечивает 
очень  высокий  выход  по  току  в  течение  длительного 
времени.  Вопрос  в  том, что может быть этот выход по 
току  получен,  несмотря  на  низкое  содержание 
глинозема.  Имеются  признаки  того,  что  влияние 
глинозема  в  любом  случае  незначительное  и  можно 
предположить  наличие  других  причин  для  высокого 
выхода  по  току.  Одно  из  объяснений  может 
заключаться  в  том,  что  работа  электролизеров  на 
низком  содержании  глинозема  в  течение  длительного 
времени 
обеспечивает 
хорошее 
и 
стабильное 
управление  электролизерами  при  низком образовании 
осадка  на  подине  и  при  регулируемой  частоте 
анодных  эффектов.  Такая  работа  в  конечном  счете 
может  несколько  перевесить  отрицательный  эффект 
низкого содержания глинозема. 
Работа 
электролизера 
при 
концентрации 
глинозема в электролите  менее 3% характеризуется: 
– 
динамическим 
поведением 
градиента 
фильтрованного  напряжения,  градиент  находится 
преимущественно в отрицательной  области; 
– короткими периодами «голодания»; 
–  частыми  сменами  режимов  подачи  глинозема 
(частый,  редкий); 
–  хорошей  управляемостью  напряжения  за  счет 
алгоритма АПГ; 
–  быстрым  выходом  на  анодный  эффект  за  5…10 
минут. 
Работа  на  «правой  ветви»  (график  работы 
электролизера  на  рисунке  5)  означает  перенасыщение 
электролита  глиноземом,  т.е.  электролит  получает 
глинозема  больше,  чем  он  способен  эффективно 
растворить,  поэтому часть нерастворенного глинозема 
выпадает  в  осадок.  Эффект  роста  напряжения  на 
«правой  ветви»  объясняется,  главным  образом, 
наличием  нерастворенного  глинозема  в  электролите 
при 
его 
концентрации 
выше 

%. 
Этот 
нерастворенный  глинозем  увеличивает  сопротивление 
электролита  в межполюсном зазоре. 
 
 
Рисунок 5 
 

Раздел  «Машиностроение.  Металлургия» 

 
 
 
Такой  эффект  вполне  вероятен  для  ванн, 
работающих  на  мучнистом  типе  глинозема,  так  как 
при  определенных  условиях  процесс  растворения 
глинозема  с  разными  свойствами  весьма  нестабилен. 
Например,  скорость  растворения  может  уменьшиться 
в  несколько  раз  при  увеличении  концентрации 
глинозема  в  электролите,  за  счет  увеличения  дозы 
загружаемого  глинозема  или  частоты  загрузки,  при 
уменьшении площади  поверхности  электролита  и др. 
Изучение  величины  выхода  по  току  на  основе 
анализа  проб  анодных  газов  показывает,  что  глинозем 
оказывает  очень  малый  прямой  положительный 
эффект  на  выход  по  току.  Самый  большой  эффект 
будет  достигнут  при  высоком  содержании  глинозема. 
Но  эти  утверждения  не  учитывают  трудности 
управления  на  «правой  ветви»,  т.е.  при  перепитке 
глиноземом.  Основная  проблема  в  том,  что при росте 
напряжения  на  «правой  ветви»  растет  и  градиент. 
Причем  очень  быстро,  почти  как  перед  анодным 
эффектом. 
Распространенный 
принцип 
«растет 
градиент  – увеличивай питание глиноземом» в данном 
случае  является  непригодным.  Режим  избыточного 
питания  не  может  закончиться  по  снижению 
градиента,  наоборот,  градиент  вырастает  даже  выше, 
чем  до  включения  избыточного  питания.  Поэтому 
режим  насыщения  длится  максимально  разрешенное 
время, усугубляя перепитку. Конечно, потом алгоритм 
стремится  поправить  ситуацию  за  счет  увеличения 
времени 
голодания, 
однако 
новое 
длительное 
насыщение  опять  обеспечивает  перепитку.  Отсюда 
следует  вывод  –  при  определении  перепитывания 
необходимо  максимально  сократить время насыщения 
и 
автоматически 
скорректировать 
в 
сторону 
увеличения период АПГ (сделать  питание реже). 
Из  рисунка  5  следует,  что  для  электролиза, 
работающего  с  избыточной  концентрацией  глинозема 
в электролите,  определены следующие  признаки: 
–  градиент  напряжения  изменяется  от  -800  до 
+1500  мкВ/мин; 
–  режим  частого  питания  оканчивается  только  по 
истечении максимально допустимого времени работы; 
–  приведенное  напряжение  сильно  отклоняется  от 
заданной величины  базового значения; 
– 
частые 
регулирования 
межполюсного 
расстояния; 
–  длительная  работа  электролизера  с  избыточной 
концентрацией  глинозема  в  электролите  приводит  к 
увеличению  флуктуации  напряжения  на  аноде  и 
уровня МГД-стабильности. 
Таким 
образом, 
сопоставление 
результатов 
практических  измерений  и  рассчитанных  значений 
концентрации  глинозема  позволяет  утверждать,  что 
результаты 
использования 
разработанного 
эмпирического  уравнения  в  определении  содержания 
глинозема  в  электролите  максимально  приближены  к 
действительности. 
Детальный 
анализ 
графиков 
работы 
электролизеров  в  режиме  автоматической  подачи 
глинозема  в  электролит  позволил  определить  условия, 
на  основании  которых  автоматически  производится 
выбор  режима  питания  и  корректировка  периода 
подачи  глинозема  в  электролит,  что  позволяет 
поддерживать  концентрацию  глинозема  в  заданных 
пределах. 
СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ
 
  Ибрагимов  А.Т.,  Пак  Р.В.,  Камзин  Ж.Ж., Суюндиков М .М . Исследование влияния концентрации глинозема в крио лит-
глиноземном  расплаве  на  температуру  ликвидус  //  Технология  производства  металлов  и  вторичных  материалов. 
Темиртау, 2011. №1. С.33-
 
 
ӘОЖ 669.176.019 
 
Болаттың құймақалыпта 
кристалданғандағы көміртексізденудің 
механизмі 
 
И.Қ. ЫБРАЕВ,
 
т.ғ.д., профессор,  «Инновациялық Еуразиялық  университет»  ЖШС, 
О.Т. ЫБРАЕВА, т.ғ.к., С. Торайғыров  атындағы Павлодар  мемлекеттік университетінің 
доценті, 
Ө. АРТЫҚБАЕВ, т.ғ.к., Қарағанды  мемлекеттік индустриалдық  университетінің профессоры 
 
Кілт  сөздер:  көміртексіздену,  ластану,  газбен  қанығу,  металл  емес  енбелер,  қайнау,  қабықтық  аймақ, 
құйым, қайнауыш болат, тотықтырғышсыз  атмосфера, құрылым. 
 
айнауыш  болаттың  құймақалыпта  кристалданған-
дағы  кӛміртексізденуінің  механизмін  зерттеудің 
нәтижелері  келтірілген.  Болаттың  құймақалыпта  еркін 
қайнау  үдерісінде  қайнауыш  болаттың  химиялық 
құрамы  мен  қатты  және  қатты  сұйық  аймақтарының 
ұзындықтарының  (бойына  қаншалықты  жерге  тара-
луының)  ӛзгеруін  зерттеу,  атмосфера  оттегінің  болат-
тың  кӛміртегінің  тотықтану  жылдамдығына,  газбен 
қанығуына  және  металл  емес  енбелерімен ластануына 
әсерін  анықтауға  мүмкіндік  жасады.  Болаттың  екінші-
лей  тотығуы  мен  металл  емес  енбелерімен  ластануын 
тӛмендетудің  тәсілі  ұсынылған. 
Қ
 

Раздел  «Машиностроение.  Металлургия» 

 
 
 
Қайнауыш  құйымның  тығыз  қабықшасын  және 
бас  бетінің оптималғы формасын алу үшін, құйылатын 
болаттағы  оттектің  оптимал  мӛлшерін  қамтамасыз  ету 
керек.  
Механикалық  тығындалу  мен  қалыптасып  келе 
жатқан  қайнауыш  болат  құйымының  құрылымының 
тұрақтылығына  атмосфера  оттегі  үлкен  әсер  береді. 
Бірақта,  қазірге  дейін  атмосфера  оттегінің  кӛміртексіз-
дену  механизміне  әсері  туралы пікірлер қарама-қарсы-
лықты  кӛрсетеді. 
Металдың  құймақалып  ішінде  қайнау  үдерісіндегі 
болаттың  химиялық  құрамының  мәліметтеріне  сүйене 
отырып  кӛміртексіздену  механизмі  зерттелінген  және 
болаттың  құймақалыбында  кристалдану  үдерісінде 
ауа  оттегінің  кӛміртектің  тотығу  үдерісіне  әсері  анық-
талған  (1-кесте).  Металды  құймақалыптарға  таратып 
құйып  алғаннан  кейін,  тікелей  әрбір  5  минут  сайын 
және  қақпақпен  жабардың  алдында,  құймақалыптың 
орталық  (центрлік)  осінің  бойымен  металл  түтікті  ба-
тыру  әдісімен,  құйманың  қатты-сұйық,  қатайған  бӛлі-
гінің  ұзындығын  ӛлшеп  алу  нәтижесі  бойынша құйма-
қалыпты  жабу  алдында  әр  түрлі  аймақтардың  масса-
сын анықтаған  (2-кесте). 
Құймақалыптың  қабырға  маңындағы  қатайған  қа-
баттың  есептелуі  D=0,28*√Т  теңдеуі  арқылы  жүргізіл-
ді,  сұйық  және  қатты-сұйық  аймақтарындағы  болат-
тың  тығыздығы  6,9  т/м-ға  тең  деп  алынған  болатын. 
Қатайған  аймақтағы  (кӛпіршіктердің  болуына  түзету-
лер  енгізу мақсатымен) болаттың массасын құйма сал-
мағынан  қатты-сұйық  аймақтағы  және  сұйық  аймақта 
қалған  болаттың  массасын  азайту  жолымен  есептеген. 
Кӛміртектің  құймақалыпта  жапқанға  дейінгі  тотыққан 
мӛлшері (∆[C])  (1-ші)  теңдеу  арқылы есептелінген: 
*
*
*
,
*
тв
тж
тв
тж
ж
ж
ож
ож
G
С
G
С
Δ С
G
С
G
С
 кг 
 
Ауа  арқылы  келіп  түсетін  оттегінің  мӛлшері  (2) 
теңдеу  бойынша есептелген: 
 
1-кесте  – Құймақалыпты  жабудың алдында  болаттың  қатаю  үдерісінің  күйі 
Балқыманың 
шартты № 
Құймақалыптың 
жабылу уақыты, мин 
Сұйық аймақтың 
қалдық салмағы,  т 
Қатты сұйық аймақтың 
салмағы,  т 
Құйманың  кристалданған 
бӛлімінің  салмағы, т 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2-кесте  – Шлак  «кӛбігінің»  мӛлшері мен құрамының ӛзгеру түрі 
Технологияның  нұсқасы 
Қож сынамасын 
алған сәт 
Қож кӛбігінің 
массасы,  кг 
(ҒеО), % 
(МпО), 

(ҒеО 
+МпО),% 
(ҒеО) 
/(МпО) 
Болаттың тотықтырғыш-
сыз атмосферада  қайнауы 
1 минут қайнау 
 
 
 
 
 
9 минут қайнау 
 
 
 
 
 
Болаттың ауада қайнауы 
1 минут қайнау 
 
 
 
 
 
9 минут қайнау 
 
 
 
 
 
 
 
*
*
*
*
,
16
*
12
тв
тж
тв
тж
в
ж
ж
ож
ож
G
О
G
О
O
G
О
G
О
С
 кг 
 
«Ликвациялық»  кӛміртексіздену  кӛрсеткіші  ∆[C]-
лик  мынаған тең: 
 
.
.
12
*
*
,
100
16
тв
тв
лик
равн
О
О
О
G
 кг 
 
мұнда [C]
қ.р., 
[о]
қ.р.
 – құймақалыпты  жабар алдындағы 
қатты  фазадағы  кӛміртек пен оттектің  орта 
мӛлшері, %; 
[C]
қ.с.а., 
[о]
қ.с.а
 – құймақалыпты  жабар алдындағы 
қатты-сұйық  аймақтағы кӛміртек  пен оттектің 
орта мӛлшері, %; 
[C]
қ.с.ф., 
[о]
қ.с.ф
 – қалдық  сұйық фазадағы 
кӛміртек  пен оттектің  мӛлшері, %; 
[C]
с
  – құймақалыпты  тікелей  толтырғаннан 
кейінгі  металдағы  кӛміртек  мӛлшері, %; 
[О]
с
тепе-теңдік
 – сұйық болаттағы  тепе-теңдік 
оттек=(  құймақалыпты  тікелей  толтырғаннан 
кейінгі  оттек  мӛлшері + қалдық  сұйық фазадағы 
оттек  мӛлшері),  %;  
G
сұйық
,
 
G
қатты
,  G
қатты-сұйық
, G
қалдық сұйық
 – болаттың 
массасы: құймақалыпты  толтырғаннан  кейінгі 
сұйық, қатайған,  «қатты-сұйық»,  қалдық  сұйық 
аймақтағы,  кг. 
Бірінші  суреттегі  құймақалыпты  толтырысымен 
(1)  теңдеу  бойынша  есептелініп  алынған  болаттағы 
кӛміртек  пен  кӛміртексіздену  ∆[C]/G
сұйық
  кӛрсеткіші-
нің арасындағы қатынасы  кӛрсетілген. 
Тікелей  құйып  алғаннан  кейінгі  болаттағы  кӛмір-
тек  мӛлшері  0,07%-ға  кӛміртексізденудің  кӛрсеткіші 
барынша жоғары мағынада болады. 

Раздел  «Машиностроение.  Металлургия» 

 
 
 
 
 
-сурет – Құймақалыпты  толтырғаннан  кейінгі  метал-
дағы кӛміртек  үлесі мен оттектің  ауадан сіңірілетін 
есептелінген  мӛлшерінің  арасындағы қатынас 
 
Екінші  суреттің  мәліметтері  кӛміртексіздендіру 
үшін  ауадан  сіңірілген  оттектің  максимумы  болаттағы 
кӛміртек  мӛлшері  0,07%-ға  тең  байқалатынын  дәлел-
дейді. 
Осы  мәліметтерге  сүйене  отырып,  сұйық  болат-
тың  оттекті  сіңіру  үдерісін  былай  түсіндіруге  болады. 
Кӛміртексіздену  реакциясының  нәтижесінде  қатайған 
қабаттың  бетінде  түзілген  СО  кӛпіршіктер  қалқып 
шыққан  мезгілде  тотықтанбаған  сұйық  металл  бетінің 
«жалаңаштануы»  мен  оның  ауамен  түйісуі  жүреді. 
Сұйық  болаттың  осы ашық бері ауадан оттегін адсорб-
циялайды.   
Атмосферадан  келіп  түсетін  оттектің  мӛлшері,  сі-
рә,  металдың  құймақалып  ішінде  қайнауының  қарқы-
нына  қарай  ӛте  қатты  ауытқиды.  Әлсіз  қайнаған  кезде 
кӛміртексіздену  үдерісі  кӛбіне  металда  еріген  оттектің 
әсерімен  жүзеге  асырылады,  мұндай  жағдайда  метал-
дың  бері  әдетте  шлак  қабатымен  жабық  тұрады.  Ме-
талл  қарқынды  қайнағанда  оттектің  елеулі  бӛлігі  атмо-
сферадан,  мысалы,  ауада  тотыққан  металл  тамшыла-
рынан келіп  түседі. 
 
 
2-сурет – Құймақалыпты толтырғаннан  кейінгі  жердегі 
металдағы  кӛміртек  үлесінің  және тотыққан  кӛміртек 
мӛлшерінің  арасындағы қатынас 
 
Оттектің  бір  бӛлігі  металға  темірдің  тотығу  есебі-
мен,  тотықтар  қабыршығын  түзу арқылы атмоферадан 
тікелей  келесі  реакция бойынша болуы әбден мүмкін: 
 
2[Fe]+{O }=2(FeO)  
 
Қабыршақтың  қалыңдығы  атмосферамен  түйісу 
уақытымен  ӛсуіне  қарай  арта  түседі.  Екінші  жағынан 
оттектің  осы  қабыршақ  арқылы  диффузиясы  бәсең-
дейді.  Беттің  үстіндегі  сұйықтың  жылдамдығы  неғұр-
лым жоғары болса, соғұрлым (FeO) мӛлшері артық тү-
зіледі.  Ең жалпы  жағдайда  мынаны жазуға болады:   
 
2
(
)
*
* *
FeO
n
m
O
dW
K P
S v
d
 
 
мұнда
 
(
)
FeO
dW
d
 – уақыт  бірлігінде  (4)  реакцияның 
жүру есебімен түзілген  (FeO)-ның  салмағы; 
2
п
O
 – оттегінің  атмосферадағы парционалдық 
қысымы; 
S – шлак  пен құймақалыптың  қабырғасының 
маңында қатқан  болаттың  арасындағы бет; 
v
m
 – металдың  бет үстінде  қозғалысының 
жылдамдығы. 
Бұл  қатынас,  егер  де 
2
n
O
  тұрақты  болса,  онда  ме-
талдың  бос  беті  ӛсе  түскенде  темір  тотықтарының  ме-
талға  кӛшуінің  арта түсетінің  кӛрсетеді. 
2
n
O
  ӛзінше,  беттің  үстінде  Р
со
-ның  түзілуінің 
қысымына  тәуелді  болып  келеді.  FеО-ның  қабыршағы 
(МпО),  (SiO ),  (FеО)-дан  тұратын  шлак  кӛбігімен 
(қожбен) адсорбцияланады. 
Болаттың  құймақалып  ішінде  кристалданғандағы 
кӛміртексіздену  реакцияларының  кинетикалық  заңды-
лықтарын  зерттеу,  оның  жүрісінің  екі  үдерісін  анық-
тауға  мүмкіндік  берді.  Біріншіден,  металдағы  кӛміртек 
мӛлшерінің  максимумы  0,04-0,03%-ға  тап  келерін, 
кристалдану  шебіне  шоғырланған  [C]  пен  [О]-тің  ара-
сында  әрекеттесу  басталып  «ликвациялық»  кӛміртек-
сіздену  үдерісі  жүреді  (3-сурет).  Екіншіден  тікелей 
сұйық  фазада жүретін және балқыманың ауадағы отте-
гі  арқылы  тотықсызданумен,  сонымен  ондағы  жерде 
кристалданып  келе  жатқан  құйымның  кӛлеміне  турбу-
лентті  тасымалдаумен  қатар  жүретін  «тепе-теңдік»  кӛ-
міртексіздену  жүреді. 
 
 
○, ● – ауадағы қайнаулар 
□, ■ – тотықтырғышсыз  атмосферада қайнау 
3-сурет – Құймақалыпты  толтырғаннан  кейін 
металдағы  кӛміртек  пен «ликвациялық»  кӛрсеткіштің 
(1)  және «тепе-теңдіктегі»  кӛміртексізденудің 
(∆[C]/G
болат
)  (2)  арасындағы қатынас 
 


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   23


©emirb.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

войти | регистрация
    Басты бет


загрузить материал