Промышленность

Влияние H2O и CO2 на окись углерода

Влияние паров воды и двуокиси углерода на ход восстановления железорудных материалов доменной плавки водородом и окисью углерода изучалось рядом исследователей. Однако многие вопросы выяснены недостаточно полно. Стальхано и Мальберг установили, что добавки СОг к смесям СО и Н2 тормозят восстановление.

Эффект торможения ослабляется с увеличением концентрации водорода. Авторы полагают, что замедление восстановления обусловлено не только CO2, но и водяным паром, возникающим по реакции водяного газа. Бон и др., напротив, получили, что небольшие добавки паров воды (от 0,3 до 2%) к СО в смеси с 2 2,5% CO2 при 650 750°С могут даже несколько ускорять восстановление, а при 850°С замедляют процесс. Опыты проводили на замкнутой циркуляционной установке без накопления в газе продуктов реакции.

Основным показателем скорости процесса служило измеренное в опытах суммарное количество CO2, образующейся по различным реакциям. Эти опыты содержат методическую погрешность. При наличии в газе СО и H2O определенное развитие получает реакция водяного газа, также дающая некоторое количество CO2. Отсутствие расчленения этого количества по разным реакциям могло приводить к ошибочным выводам. М. С. Челышев повторил опыты Бона и получил аналогичные результаты.

Добавление к сухой смеси CO-j-N2 0,61 % H2O дало некоторое замедление процесса, а добавление больших количеств H2O (0,9 и в особенности 2,3%) его ускорение. Здесь, по-видимому, так же как в работе, скорость восстановления определяли по общему количеству образующейся CO2 без учета степени развития реакции водяного газа, что также могло отразиться на оценке результатов опытов. Установлено, что водяной пар во всех случаях тормозит восстановление и чем выше его концентрация, тем сильнее эффект торможения.

При низких температурах (400 500°С) процесс восстановления прекращается задолго до наступления равновесия, причем восстановление Fe203 замедляется значительно сильнее, чем восстановление Fe304. С ростом температуры эффект торможения существенно ослабляется в особенности для Fe203, для которой H2O уже при 800°С не влияет на ход восстановления. Подобная (картина наблюдалась при добавлении H2O и CO2 к окиси углерода.

Именно эта величина и должна служить основным параметром газового потока. Отсюда значение массовых скоростей, принятых в работах, близких по величинам к наблюдаемым в доменных печах, следует считать обоснованными. В числитель критерия подобия слоевого процесса входит коэффициент скорости, отнесенный к единице объема слоя.

Величину же можно приблизительно принять обратно пропорциональной линейному размеру кусков d. Для сохранения величины критерия подобия и необходимо, таким образом, при увеличении k в результате уменьшения крупности одновременно пропорционально увеличивать и массовую скорость газового потока. В современных условиях объемная скорость для доменной печи в целом составляет примерно 120 150 м3/ч на 1 м3 полезного объема.

Читать далее

Металлы

Металлы (от лат. metallum - шахта, рудник) - это группа физических элементов, обладающих металлическими свойствами: высокая теплопроводность, электропроводность, высокая пластичность и положительные температурные коэффициенты сопротивления.

Из 118 открытых в настоящий момент химических элеметов к металлам относятся:

Вне каких-либо групп находятся бериллий и магний. Таким образом, к металлам можно отнести 98 элементов из 118 открытых.

Большинство металлов находится в природе в качестве руд и соединений. Они образуют сульфиды, карбонаты и оксиды, а также другие химические соединения. Чтобы получить чистые металлы, которые можно использовать в дальнейшем, первоначально они выделяются из руд, а затем проводится очистка. При необходимости осуществляется легирование и другая обработка металлов. Изучением данного аспекта занимается металлургия, которая различает руды черных металлов (на основе железа) и цветных (в составе которых нет железа). Золото, серебро и платина являются драгоценными металлами. Более того, они присутствуют в растениях, живых организмах и морской воде, играя важную роль в нормальном функционировании.

Установлено, что организм на 3% состоит из металлов, среди которых больше всего натрия и кальция, сконцентрированных в лимфматических системах. Медь накапливается в печени, железо в крови, а магний в нервной системе и мышцах.

Свойства металлов.
Металлам характерен “металлический” блеск, который свойственен еще и йоду, углероду в виде графита. Они обладают хорошей электропроводностью, с легкостью могут быть механически обработаны, имеют высокую плотность и температуру плавления (за исключением щелочных металлов, ртути и галлия), большую теплопроводность.

Все металлы при нормальных условиях (кроме ртути и франция) находятся в твердом состоянии - но уровень твердости у каждого из них различен. Так, некоторые щелочные металлы могут быть разрезаны кухонным ножом, а другие - такие как вольфрам, хром и ванадий способны поцарапать стекло и сталь.

Температура плавления металлов находится в диапазоне от -39 (ртуть) до 3410 градусов по Цельсию (вольфрам). В большинстве случаев металлы (кроме щелочных) плавятся только при очень высокой температуре, однако некоторые привычные металлы можно расплавить и в обычной газовой или электрической плите.

В зависимости от значения плотности, металлы подразделяются на легкие (0,53/5 г/см3) и тяжелые (5/22,5 г/см3). Самый легкий - литий, а самый тяжелый пока что назвать невозможно, поскольку плотности иридия и осмия приблизительно равны. Вычисление точной плотности является крайне сложным процессом, поскольку для этого требуется очистка от примесей - а они, в свою очередь, снижают плотность.

Металлы

Литейные свойства сплавов

Мы рассматривали пока лишь мероприятия, необходимые для приведения отливки в возможно благоприятное для дальнейшей обработки Состояние. При фасонном литье дело обстоит совсем иначе. Здесь мы должны прежде всего выяснить, какой сплав из сравнительно большого числа рассматриваемых сплавов будет наиболее пригоден для данной отливки. Пока речь идет о простой отливке, например о цилиндрической отливке в землю, задача эта легко разрешается.

В данном случае механические и прочие свойства литейного сплава, легко установить на основе опытов с цилиндрическими образцами. Последние дают также непосредственное представление о свойствах такой простой отливки. Чем, однако, сложнее отливка, тем больше отличаются ее свойства от свойств пробного образца. Выбор наиболее пригодного сплава становится тогда, строго говоря, неразрешимой задачей, так как испытание ряда обычно применяемых сплавов и подбор оптимальных условий литья для каждого из них - задача, не выполнимая ни в техническом, ни в экономическом отношении.

К этому следует все же добавить, что энергия и настойчивость, затрачиваемые на наилучших рабочих условий для некоторых высококачественных сплавов, часто оправдываются тем, что иногда значительно расширяют область применения этих сплавов. Таким образом мы должны возможно более простым путем к тому, чтобы доставить известное представление о предполагаемых свойствах сплава в сложной отливке.

При этом поступают обычно образом, что, последовательно изменяя известные факторы, исследуют ту степень чувствительности, с которой сплав реагирует на эти изменения важнейших для высококачественной отливки свойств. Если сплав при этом оказывается нечувствительным к таким изменениям, то его литейные свойства считаются хорошими; если же обнаруживает при этом значительные колебания в свойствах, то он считается плохим в литейном отношении. Ясно поэтому, что часто употребляемое выражение "способность к литью" в таком толковании очень растяжимо и многозначно.

Нельзя, следовательно, если придерживаться обычной терминологии, говорить просто о способности сплава к литью. Нужно прежде всего точно знать требования, предъявляемые в каждом данном случае. Следовательно, о "способности к литью" можно говорить, лишь учитывая назначение данной отливки. Поэтому в каждом отдельном случае могут оказываться особенно пригодными для литья совершенно различные сплавы. Как бы то ни было, но некоторые сплавы в обширных областях применения оказываются более пригодными, чем другие подобного состава,

Это дает нам возможность дифференцировать понятие "способность к литью-, рассматривая отдельные его признаки и делая его доступным к анализу. Уже из сказанного ясно, насколько легко могут возникать противоположные мнения на этот счет, тем более, что нам еще до сих пор совершенно не ясны многие физические факторы, имеющие решающее влияние на процесс литья . Этим безусловно объясняется и тот факт, что многие сплавы на практике оцениваются совершенно различно.

Читать статью