Thermodynamic and kinetic aspects of the refining of Fe-Cr alloys using calcium under very low oxygen partial pressure

• Autorzy: Derda W. , Jowsa J.

Warianty tytułu

PL

Termodynamiczne i kinetyczne aspekty rafinacji stopów Fe-Cr za pomocą wapnia przy bardzo niskich ciśnieniach cząstkowych tlenu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The removed of phosphorus and other elements, e.g. Sn. Pb. As from liquid iron alloys containing chromium through oxidation is not possible from the thermodynamic point of view. Under very strong reducing conditions, when oxygen partial pressure (…) atm and when alkaline earth metals, mainly calcium, are used as a reacting substance, the reaction proceeds according to the following scheme: (…),...etc. The investigations concerning this type of reaction are the main subject of the present study. It was found, that the characteristic minimum [%X]min occurs on the curves [%X] = f(r), where r-refining time. The thermodynamic-kinetic model and computer program have been developed to find out how the main physicochemical factors determine the location of the [%X]min. The program allows to determine simultaneously the changes of content of six elements, i.e. O. S. P, N, C and Ca vs. refining time for arbitrarily selected values of temperature, pressure, metal composition, calcium addition etc. As the refining substance, the solution of calcium in calcium fluoride, metallic calcium and hydride calcium have been tested. The investigations were carried out under argon pressure within the furnace elevated up to 1.0 MPa at 1743 and 1823 K, respectively, using the CaF2-Ca equimolar solution. The good agreement between the experimental results and calculated curves [%X]Fe= f(r) has been achieved.

PL

Usuwanie fosforu oraz innych szkodliwych domieszek jak cyna. ołów. arsen i in. z ciekłych stopów żelaza zawierających chrom poprzez ich utlenianie nie jest możliwe z termodynamicznego punktu widzenia. W silnie redukcyjnych warunkach, jeśli ciśnienie cząstkowe tlenu (…) oraz przy zastosowaniu metali ziem alkalicznych, głównie wapnia w charakterze reagentów reakcje rafinacji przebiegają zgodnie z następującym schematem: (…), ... itd. Głównym celem niniejszej pracy były badania dotyczące w/w reakcji. Stwierdzono, że na krzywych typu [%X] = /(r). gdzie r - czas rafinacji, występuje charakterystyczne minimum, [%X]min. Opracowano model termodynamiczno-kinetyczny i program komputerowy celem określenia, w jaki sposób główne czynniki fizykochemiczne determinują położenie minimum [%X]min- Program pozwala na określenie jednoczesnych zmian stężeń sześciu pierwiastków, tj. O. S, P. N, C oraz Ca w funkcji czasu rafinacji dla dowolnie wybranych wartości temperatury, ciśnienia, składu metalu, dodatku wapnia i in. W charakterze materiału rafinacyjnego testowano roztwór Ca w CaF2. metaliczny wapń oraz wodorek wapnia CaH2- Badania prowadzono w atmosferze argonu wewnątrz pieca, przy nadciśnieniu do 1.0 MPa, przy temperaturze 1743 i 1823 K, stosując równomolowy roztwór CaFo-Ca. Uzyskano wystarczająco dobrą zgodność pomiędzy wynikami badań eksperymentalnych a krzywymi modelowymi typu [%X] = f(r).

Słowa kluczowe

EN

refining; Fe-Cr; termodynamics; kinetics

PL

rafinacja; Fe-Cr; termodynamika; kinetyka

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN SA
• Czasopismo: Archives of Metallurgy
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 46, iss. 2
• Strony: 207--219
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Derda W.

• Katedra Ekstrakcji i Recyrkulacji Metali, Politechnika Częstochowska, 42-200 Częstochowa, al. Armii Krajowej 19

autor

Jowsa J.

• Katedra Ekstrakcji i Recyrkulacji Metali, Politechnika Częstochowska, 42-200 Częstochowa, al. Armii Krajowej 19

Bibliografia

• [1] Y. Nakamura, N. Tokumitsu, K. Harashima, K. Segawa. Trans. ISIJ 16. 623-627 (1976).
• [2] W. Derda. Archives of Metallurgy 43, 179-192 (1988).
• [3] S. Ohguchi, D.G.C. Robertson, B. Deo, Ironmaking and Steelmaking 11, 202-213 (1984).
• [4] N. Masumitsu, K. Ito, R.J. Fruehan, Metall. Trans. B 19B, 643-648 (1988).
• [5] D.T. Peterson, V.G. Fattore, J.Phys.Chem. 65, 2062-2065 (1961).
• [6] O. Knacke, O. Kubaschewski, K. Hasselman, Thermodynamical Properties of Inorganic Substances. Springer Verlag 331 (1991).