Ім'я файлу: КР физ-хим МИТ-218И Крышня Алексей.docx
Розширення: docx
Розмір: 36кб.
Дата: 21.05.2020
скачати
Розширення: docx
Розмір: 36кб.
Дата: 21.05.2020
скачати
Контрольная работа по теории курса ФИЗ-ХИМ. Основы Лит. производства.
Выполнил студент группы МИТ-218И Крышня Алексей
Вариант 10
1. Фосфор в сплавах железо-углерод. Процессы дефосфорации.
2. Общая характеристика окислительно-восстановительных реакций.
3. Закон распределения и его применение для анализа металлургических
процессов.
Фосфор железоуглеродистых сплавах. Процессы дефосфорации.
Сталь представляетсобой сплав железа с углеродом, кремнием и марганцем. Для придания стали особых свойств в нее вводятлегирующие добавки. Вредными примесями стали являются сера и фосфор. Железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода более 1,7% называются чугунами.
На коррозионную стойкость железоуглеродистых сплавов перечисленные компоненты влияют по-разному. Из всех примесей, по-видимому, лишь сера увеличивает скорость коррозии сталей в атмосфере, поскольку участки защитной пленки вблизи сернистых включений оказываются более слабыми и проницаемыми для электролита, который, взаимодействуя с сульфидами, обусловливает появление сероводорода — весьма агрессивного компонента среды. Фосфор, медь и хром повышают коррозионную стойкость сталей в атмосферных условиях кремний, марганец и никель в небольших количествах практически не влияют на коррозионное поведение сталей.
К железоуглеродистым сплавам относятся техническое железо и его сплавы, содержащие примеси углерода, марганца, фосфора, серы и кремния (обычные не легированные стали и чугуне, так называемые черные металлы). Лучше всего в качестве химически устойчивых конструкционных материалов зарекомендовали себя специальные легированные стали, цветные металлы и сплавы. Однако, несмотря на это, железоуглеродистые сплавы, сравнительно легко подверженные коррозии, значительно шире, чем специальные сплавы, применяются для изготовления аппаратов и машин химической и родственных ей отраслей промышленности. Поэтому поведение их в агрессивных средах представляет значительный интерес
Железоуглеродистые сплавы — чугуны и стали различных марок, кроме основного компонента — железа, содержат в тех или иных количествах металлоиды углерод, кремний, серу, фосфор, кислород, водород, азот. В связи с этим необходимо рассмотреть имеющиеся данные о формах существования металлоидов, растворенных в железе.
Железоуглеродистые сплавы неоднородны и по химическому составу. Кроме углерода, даже в относительно чистых технических сплавах (железо Армко), всегда содержатся примеси марганца, кремния, серы и фосфора.
Влияние фосфора. В углеродистой стали допустимо до 0,05% содержание фосфора, а в чугуне —до 0,5%. С повышением содержания фосфора в сталях скорость коррозии в кислотах немного уменьшается. Отрицательно сказывается влияние фосфора на механические свойства железоуглеродистых сплавов.
Фосфор несколько повышает стойкость железоуглеродистых сплавов против атмосферной коррозии, особенно при наличии в них меди и хрома.
Дефосфорация — (от де… и лат. Phosphorus — фосфор), обесфосфоривание- это совокупность физико-химических процессов, способствующих удалению фосфора из металла (чугуна, стали) по ходу плавки. Обычно достигается окислением фосфора в пятиокись P2O5, которая переходит в шлак, где прочно связывается в тетра кальциевым фосфатом 4CaO×P2O5. Как правило в черной металлургии проходит во время плавки стали в конвертере, Дуговой электросталеплавильной печи или на установке ковш-печь.
Дефосфорация стали в отличие от десульфурации должна осуществляться в окислительных условиях. Выражение для константы равновесия соответствующей реакции в настоящее время не найдено.
В то же время шихтовые материалы содержат довольно большое количество фосфора: чугуны класса А < 0,15 %, класса Б < 0,20, класса В < 0,30; лом углеродистых сталей — 0,035…0,050, ферросплавы — до 0,05, ферромарганец — до 0,2 %.
При выплавке электростали фосфор обычно удаляется из металлического расплава в виде оксида в результате взаимодействия с кислородом металла, шлака, газовой фазы и связывается в основном шлаке в прочные соединения типа 4СаO ·Р2O5 по суммарному уравнению
В общем случае условиями для быстрого и успешного проведения дефосфорации стали являются:
наличие окислительной атмосферы в печи;
наличие жидкоподвижного основного окислительного шлака, высокая активность оксидов железа и кальция в шлаке;
быстрое формирование такого шлака;
большая поверхность контакта металла и шлака;
относительно невысокая температура ванны;
небольшая активность соединений фосфора в шлаке, получаемая путем обновления шлака;
оптимальное количество шлака.
Проведение дефосфорации усложняется при высоком содержании углерода, марганца и кремния в расплаве, так как кислород металла, шлака и газовой фазы в первую очередь расходуется на окисление этих примесей и лишь потом — на окисление фосфора. Поэтому при использовании большого количества чугуна в шихте могут наблюдаться определенные трудности с дефоcфорацией металла, особенно в старых маломощных печах.
Общая характеристика окислительно-восстановительных реакций
Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) — это реакции, в которых происходит изменение степеней окисления атомов элементов.
В ОВР происходит переход электронов от одних атомов к другим, одновременно протекают два противоположных процесса: окисление и восстановление.
Окисление — процесс отдачи электронов.
Элемент, отдающий электроны — восстановитель.
Восстановление — процесс принятия электронов.
Элемент, принимающий электроны — окислитель.
В ОВР восстановитель окисляется, а окислитель восстанавливается.
Суммарный заряд всех частиц, участвующих в окислительно-восстановительной реакции, не меняется. В схемах процессов окисления и восстановления суммы зарядов слева и справа равны.
Например:
При протекании ОВР степень окисления восстановителя повышается, а степень окисления окислителя понижается.
Окислительно-восстановительные реакции являются самыми распространёнными в природе и на производстве. В природе — это фотосинтез, дыхание, брожение, гниение. В промышленности их используют для получения металлов, удобрений. В повседневной жизни мы наблюдаем горение топлива, ржавление железа и др.
Источники:
https://chem21.info
https://www.yaklass.ru
https://uas.su
https://vkr.pspu.ru