Способ определения массы твердых оксидов, провзаимодействовавших с расплавом металла

и ее изменение непрерывно или дискретно по ходу растворения образца,а количество растворенного оксидаопределяют по о м ле фрус 1 АоКдР = В(а - ао + 3 хо орАН,р, ц - стехиометрические коэффициенты оксида (х 0 ) и продуктаь мреакции раскисления (К 0);- масса расплава, г: 25Е - показание ККЗ, МВ;Т - температура, К;К - константа равновесия реакциираскисления;вр, а - первоначальная и текущая активности кислорода соответственно,Принципиальное отличие преалагаеМого способа от известного заключается в том, что изучение кинетики взаи- З 5Модействия производится не путем сравНения исходной массы (или размера) образца с массой (или размером) послеэксперимента, которые зависят не только от количества растворившегося окси да, но и от количества наморозившегося металла, глубины пропитки оксидаметаллом, количества выкрасившегосяоксида, а по активности кислорода вметалле, которая определяется только 45количеством растворившегося оксида:Таким образом, производится непосредственное измерение только той частиобразца, которая провзаимодействовала с расплавом стали или цугуна. А уОтак как датчик окисленности позволяет определить активность кислорода свысокой точностью (5 Ф), то существенно повышается точность эксперимента. Кроме того, по ходу экспериментаактивность можно измерять любое, нужное количество раз или проводить непрерывный замер, что увеличивает надежность результатов,х(а), - (а )+,(3) Рк + 1 о = (к,о ),и оксидом, равновесное значение активности кислорода с которым задается реакцией диссоциации(хО ) = и х+ ш 0, (4) одновременно происходят оба эти процесса диссоциации и раскисления, так как активность кислорода, определяемая реакцией (4), больше, чем активность кислорода, определяемая реакцией (3).При этом количество раскислитеая в расплаве уменьшается, а содержание кислорода увеличивается. Изменения концентраций элементов в металле описываются системой уравнений: В.Со ф= К; 1 х" 1,0= К,х 3 = Гх 1, .ь дх 1; (7) Ч = Г 1. - дМ; (8) ОЗ = ГОЗо + ЕОЯх" дСОДд 1 (9) АГхЗ ПАхттт ттттттА 0) р, шАВ качестве материала тигля используют оксид металла, обладающего большим сродством к кислороду, цем раскислитель, и поэтому влияние тигля незначительно и определяется в холостом эксперименте и дает постоянную поправку.При соприкосновении расплава с окисленностью, определяемой по реакции раскисления5 15834за счет реакцийраскисления идиссоциации соответственно.П р и м е р. Изучение кинетикирастворения оксидов с металлом,Опыты проводят в печи сопротивления в нейтральной атмосфере при 1600 С.Состав металла следующий, о: С 0,01;Я, Мп, Сг отсутствуют, Р 0,005; Б0,007; А 1 0,06; Ге остальное,В качестве образца используют цилиндр плавленного кварца (810) диаметром 15 10-з м, массой 30 10 -з кг.Выбор образца обусловлен тем, чтобольшинство отечественных огнеупоров,используемых для кладки ковша, имеютвысокое содержание кремнезема в своемсоставе. Масса металла составляет 200,3 кг. Так как количество растворившегося оксида определяется окисленностью металла, задаваемой содержанием алюминия, то максимально возможное количество оксида кремния, 25способное раствориться в металле,не может превысить 0,3510-з кг. Такое количество вещества невозможноправильно определить ни взвешиванием,ни измерением линейных размеров в силу того, что на образец намерзает металл; могут попасть кусочки шлака;может произойти разрушение образца ит.д., т.е. ошибка может значительнопревысить измеряемую величину. В тоже самое время активность кислородав стали в процессе эксперимента значительно меняется (от 0,002 до 0,01),что легко определяется датчиком окисленности.40Изменение активности кислорода впроцессе эксперимента и количестворастворившегося оксида при различныхскоростях вращения образца представлено в таблице. 45В расчетах Ка = 5,6 10", ш = 2,п=1, р=2,ч=3, д=28, д.=27, А =16, = О.Из данных таблицы видно, что сувеличением скорости вращения взаимодействие происходит более интенсивно,кроме того, даже при незначительныхизменениях количества прореагировавших веществ реакция легко фиксируется.Использование предлагаемого спосо"ба обеспечивает существенное повышение точности эксперимента, возможность определения скорости взаимо действия, даже если массы реагирующих веществ оцень малы,сформула и зобретения ВР = В (а - а + -д К хо а Ао1/ро рдйл(а) - (а,) 1+ ;ш Ао+ пдх100 д,где Ао ф Ах и А - атомные массы кисалорода металла, об"разующего исследуемый оксид, и раскислителя в составеметалла соответственно;- масса расплава, г; а, - активность кислорода после расплавления и выдержки рас"плава соответственно, Ф;- экспериментальныйпоправочный коэффициент, определяю"щий влияние футеровки тигля, определяется на основа"нии холостого эксперимента. п, ш, р и а и Способ определения массы твердых оксидов, провзаимодействовавших с расплавом металла, включающий приве" дение исследуемого образца оксида в контакт с жидким металлом, содержащим раскислитель, выдержку и последующее определение массы прореагировавшего оксида, о т л и ц а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения массы оксида, дополнительно при помощи кислородно-концентрационного элемента измеряют активность кислорода в расплаве металла до взаимодействия его с оксидом, а также ее величину после выдержки образца в жидком металле, при этом количество В Р провзаимодействующего оксида определяют по формулеСкорость1вращения,мин Ошибка измерения, по способу предлагаемому известному предла- известгаемому ному 10,24 О, 041+0,00420,078+0,00645 0,016+0,0037850)027+0)04519 23,6 450 2 5 8,27 16,7 10 0 13 110 00868 0,34476+006940,2037+0,0062 0,351+0273 6,63 20 20,7 3,04 800 77,5 0,398+0,342 2,69 6,681 0253+0,0068 60 85,9 2,94;3)063,73;3,764,96; 0,078+0,00802 0,075+0,0345 10,28 2,5 0,14220,0049 0,2037 з 0,0078 0,1255+0,046 0,255+0,0586 3,45 36,6 10 3,8 20 23,0 8,8; 7,4 0,2818+0,02879,8 9,3 0,299+00127 10,18 4,25 0)127009 0,403+0,1915 3547,5 35 60 Составитель Б,Архипенкова Редактор Н.Рогулич Техред Л.Олийнык Корректор Л,ПатайЗаказ 2231 Тираж 503 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035 Москва ЖРаушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород ул.Гагарина, 101 2,85;2,76;3,071 3,00;3,55;3,51;4,80;4,97 6,66;6,46 3,01 1 3,07;3,65;3,74, 4,77;4,97 8,1;91 2,815;2,772,96;3,052,96;3,654,93;