Creeaza.com - informatii profesionale despre


Simplitatea lucrurilor complicate - Referate profesionale unice



Acasa » referate » chimie
Reducerea altor oxizi importanti in siderurgie

Reducerea altor oxizi importanti in siderurgie



Reducerea altor oxizi importanti in siderurgie

.

Reducerea cu CO, H2 si C

Reducerea oxizilor de mangan are loc la elaborarea fontei care contine (0,5 – 2,5 % Mn) si a feroaliajelor cu mangan care contine pana la 80 %Mn.

Oxizii superiori MnO2, Mn2O3, Mn3O4 sunt usori reductibili si pot fi redusi cu CO si H2, reactiile sunt exoterme, cu exceptia Mn3O4 cu H2H > 0).

2MnO2 + CO = Mn3O4 + CO2          ΔG= -233 062 + 33,93   (J)


3Mn3O4 + CO = 2Mn3O4 + CO2       ΔG= -208 569+ 5,82      (J)

Mn3O4 + CO = 3MnO + CO2            ΔG= -215 035+ 37,65    (J)

MnO + CO = Mn + CO2                     ΔG= +116 756 + 4,63    (J)

2MnO2 + H2 = Mn2O3 + H2O            ΔG= -189 532 + 9,54     (J)

3Mn2O3 + H2 = Mn3O4 + H2O           ΔG= -10 116 - 12,24     (J)

Mn3O4 + H2 = 3 MnO + H2O             ΔG= + 20 316 - 40,35   (J)

Mn + H2 = Mn + H2O             ΔG= +147 249 + 23,48  (J)

Oxidul inferior de mangan MnO nu se poate reduce cu CO sau H2, deoarece ΔG > 0 pentru orice temperatura.

In cazul dizolvarii manganului in fier:

MnO + CO = [Mn]1% + CO2                 ΔG= +120 841 – 33,55  (J)

MnO + H2 = [Mn]1% + H2O                ΔG= +151 334 – 14,70  (J)

Dar nici in acest caz  ΔG nu este negativ, de aceea el se reduce numai cu carbonul la  temperatura de 1683 K (1410 oC), care este temperatura de echilibru a reactiei de reducere cu carbonul.

 MnO + C = Mn + CO                         ΔG = 287 544 – 169,82 

                            Te = 1410 sC.

In realitate reducerea MnO cu carbon incepe mai repede datorita dizolvarii manganului in fier (la 1381 oC) si formarii carburii Mn3C ( in jur de 1250 oC), dar aliajul se imbogateste in carbon.

MnO + C = Mn3C + CO            ΔG0 = 255 315 – 170,35   (J)

               Te = 1226 sC

MnO + C = [Mn]Fe + CO                     ΔG0 = 287 544 -172,78    (J)

             Te = 1380 sC

Carbonul din fonta ajunge la mai mult de 4% C, iar in  feromangan la circa 7% C.

 Reducerea silicei (SiO2) este un proces necesar la elaborarea fontei care contine 0,8 – 1 %Si, a ferosiliciului in care continutul de siliciu poate ajunge la 90 % si a siliciului tehnic (99,9 % Si).

Silicea este un oxid foarte stabil si din acest motiv nu poate fi redus cu CO sau H2. Calculele arata ca:

SiO2 + CO = Si + CO2     ΔG > 0;    Kp =  

SiO2 + H2 = Si + H2O      ΔG > 0;    Kp =  pentru 2400 K, ceea ce confirma imposibilitatea reducerii SiO2 cu CO sau H2. De aceea  reducerea silicei se poate realiza numai cu carbon.

Reactiile de reducere cu carbon sunt:

La T > 1500 sC:

SiO2 + 2C = Si + 2CO                      ΔG0 = 666 457 – 364,8       (J)

Te = 1554 sC;

SiO2 + 3C = SiC + 2CO                   ΔG0 = 561 150 – 367,194  (J)

Te = 1255 sC.

Dizolvarea siliciului in fier usureaza reducerea, coborand temperatura de echilibru la  Te = 1128 sC, conform reactiei:

SiO2 + 2C = [Si]Fe + 2CO                ΔG0 = 541 024 – 386,22    (J)

 Te = 1128 sC.

Reducerea cu carbon in prezenta fierului are loc cu formarea compusului definit FeSi pana la consumarea fierului, dupa reactia:

SiO2 + 2C + Fe = FeSi + 2CO           ΔH > 0

Carbura de siliciu formata in procesul de reducere cu carbon este distrusa de fierul din feroaliaj pana la consumarea fierului, incepand cu temperatura de 1083 K, conform reactiei:

SiC + Fe = FeSi + C                          ΔG0 = 41 382 – 38,2         (J)

Te = 810 sC.

Siliciul este un element grafitizant, care impiedica dizolvarea carbonului in fier. Cu cat continutul de siliciu al aliajului este mai mare, cu atat continutul de carbon este mai scazut.

Feroaliajele cu siliciu nu rezulta niciodata carburate.

 Reducerea Cr2O3 are importanta la fabricarea ferocromului (Cr = 65 -85 %). Datorita reductibilitatii sale scazute, Cr2O3 nu poate fi redus cu CO sau cu H2 deoarece pentru reactiile respective ΔG >0. Calculele arata ca la 1800 K, constanta de echilibru pentru cele doua reactii are urmatoarele valori:

Cr2O3 + CO = Cr + CO2    ΔG0 > 0; Kp =  ;

Cr2O3 + H2 = Cr + H2O   ΔG0 > 0; Kp =  .

De aceea Cr2O3 in furnal si cuptoarele de feroaliaje este redus de catre carbon. Reactiile sunt :

La T > 1050 oC

Cr2O3 + C = 2CrO + CO            ΔG = + 545 742 – 325,34     (J)

                                                       Te = 1677K (1404 sC).

CrO + C = Cr + CO                  ΔG = + 349002 – 97,17     (J)

                                                       Te = 3591K (3318sC).

La T < 1050 oC

Cr2O3 + 3C = 2Cr + 3CO            ΔG = 796 678 – 519,7          (J)

                                                       Te = 1533 K (1260 sC).

Deoarece temperatura de echilibru a reactiei de reducere a monoxidului de crom cu carbonul este foarte mare si nu poate fi atinsa in nici un agregat metalurgic, reactia practic nu are loc.

La elaborarea ferocromului, cromul se dizolva in fier, iar temperatura de reducere coboara la 1508 K (1235 sC).

Cr2O3 + 3C = 2[Cr]Fe + 3CO           ΔG0= 796 678 – 528,2        (J)

 Te = 1235 sC.

 In cazul formarii carburilor de crom dintre care cea mai stabila este  Cr7C3, temperatura de echilibru coboara la 1278 K (1205 sC), dupa reactia:

Cr2O3 + C = Cr7C3 + 2CO   ΔG0 = 510.572 – 364,18  (J)

  Te = 1130 sC.

Din acest motiv ferocromul rezulta intotdeauna carburat putand dizolva pana la 9 %C.

O particularitate a reducerii Cr2O3 este aceea ca in minereurile de crom el nu se afla in stare pura, ci sub forma unor minerale complexe care se reduc mai greu, ca de exemplu:

- FeOท Cr2O3 – cromit;

- (Mg,Fe)Oท Cr2O3 – magnocromit;

- (Mg,Fe)Oท(Al,Cr)2O3 – crompicolit.

In acest caz pe langa crom se reduce si fierul, astfel:

FeOท Cr2O3 + 4C = [Fe]Cr + 2 [Cr]Fe + 4 CO.

Reducerea oxizilor de vanadiu V2O5, V2O4, V2O3, VO este un proces de baza la fabricarea ferovanadiului si a unor fonte aliate cu vanadiu. Oxizii V2O5 si V2O4  nu pot fi practic redusi cu CO si H2 deoarece temperatura de incepere a reactiei este de neatins in agregatele metalurgice, cu exceptia reducerii cu H2 a oxidului V2O4, conform reactiilor:

V2O5 + CO = V2O4 + CO2                ΔG= -166.379 + 12,05    (J)    

 Te = 13.300 K

V2O5 + H2 = V2O4 + H2O               ΔG= -135.886 + 16,1      (J)          

Te = 8440 K

V2O4 + CO = V2O3 + CO2     ΔG= -73 950 – 10,95 (J)                                                                                      Te = 6753 K

V2O4 + H2 = V2O3 + H2O         ΔG= -43 457 – 39,06  (J)                                                                                  Te = 1112 K (839 oC)

Trioxidul de vanadiu nu se poate reduce cu CO sau cu H2 deoarece au ΔGmai mare decat zero. El se reduce numai cu carbonul, dupa reactia:

 V2O3 + 2C = V + 2CO    ΔG= 602 796 – 350,57  (J)                                                                                 Te = 1719 K (1446 oC)

 Reducerea oxizilor de titan este un proces de baza la fabricarea ferotitanului si are loc in succesiunea TiO2→ Ti3O5→ Ti2O3→ TiO →Ti. Numai TiO2 si Ti3O5 pot fi redusi cu CO sau H2 la circa 1050 oC.

3TiO2 + CO = Ti3O5 + CO2;         

3TiO2 + H2 = Ti3O5 + H2O;            

Ti3O5 + CO = Ti2O3 + CO2;           

Ti3O5 + H2 = Ti2O3 + H2O.

Numai Ti2O3 si TiO pot fi redusi cu carbon conform reactiilor:

Ti2O3 + C = 2 TiO +  CO   ΔG= 369 998 – 182,94 (J)                                                                         Te = 2023 K (1750 oC);

  TiO + C = Ti + CO                       ΔG= 494 913 – 188,1  (J)                                                                         Te = 2631 K (2358 oC).

Procesul este insotit de dizolvarea titanului in fier si de formarea carburii de titan TiC, ambele favorizand reactia de reducere.

 Reducerea oxizilor de wolfram are loc la producerea pulberilor de wolfram si a ferowolframului. Acesti oxizi au reductibilitate relativ mare de aceea pot fi redusi atat cu CO cat si cu hidrogen. Reactiile decurg in succesiunea: WO3→ W4O11→WO2→W.

4WO3 + H2 = W4O11 + H2O                ΔG= 56 818 – 60,292   (J)

 W4O11 + 2H2 =  WO2 + 2 H2O   ΔG= 10 443 – 93,797   (J) 

WO2 + 2H2= W + 2 H2O                     ΔG= 21 200 – 16,198   (J)

4WO3 + CO = W4O11 + CO2              ΔG= 26 347 – 34,145   (J)

 W4O11 + 2CO = WO2 + 2CO2   ΔG= -50 498 – 37,502   (J) 

WO2 + 2CO = W + 2CO2                    ΔG= - 39 741 – 40,09   (J)

Oxizii  WO2 si WO3 se reduc numai cu carbon. Din reactii pot rezulta fie wolfram fie o carbura de wolfram, conform reactiilor:

WO2 + 2C = W + 2CO                         ΔG= 301 795 – 308,97  (J)

                                                              Te = 976 K (703 oC)

WO2 + C = W2C + 2CO             ΔG= 282 751 – 328,35  (J)

                                                               Te = 861 K (588 oC)

WO3 + 2C = W + 2CO               ΔG= 327 231 – 339,7    (J)

                                                               Te = 963 K (690 oC)

 WO3 + C = W2C + 2CO         ΔG= 308 187 – 357,4   (J)

                                                            Te = 862 K (589 oC).

Deoarece reactiile de reducere cu formarea carburii au loc la temperaturi mai mici decat cele cu formarea metalului, ferowolframul rezulta intotdeauna carburat, dar continutul de carbon nu depaseste 3,5 – 4%.

Reducerea oxidului de molibden (MoO2) este utilizata la fabricarea feromolibdenului. Se reduce usor cu CO si H2 dupa reactiile:

MoO2 + 2CO = Mo + 2CO2              ΔG= -5860 – 66,362  (J)

                                                               Te = 921 K (648 oC)

MoO2 + 2H2 = Mo + 2H2O    ΔG = 55 081 – 62,657  (J)

                                                               Te = 879 K (606 oC)

Datorita reactiei 2CO = CO2 + C molibdenul se carbureaza formand carbura Mo2C.

MoO2 + 2C = Mo + 2CO                    ΔG = 335 677 – 355,64  (J)

                                                            Te = 944 K (671 oC)



MoO2 + 3C = Mo2C + 2CO                ΔG = 344 467– 365,68  (J)

                                                            Te = 942 K (669 oC).

Oxizii de nichel (NiO) se reduc usor cu CO si H2, iar oxidul de cobalt (CoO) se reduc usor numai cu H2.

2NiO + 2CO = 2Ni + 2CO2                ΔG= -30.889 -39,344     (J)      

Te = 785 K (512 oC)

NiO + H2 = Ni + H2O                         ΔG= -32 312 -50,01       (J)      

Te = 646 K (373 oC)

2CoO + 2CO = 2CO + 2CO2            ΔG= -87 058 + 13,98      (J)

                                                            Te = 6227 K (5954 oC)

CoO + H2 = Co + H2O                        ΔG= -13 509 -35,41       (J)      

Te = 381 K (108 oC).

Oxizii de zirconiu (ZrO2) si de niobiu (Nb2O5) nu se reduc cu CO si H2 fiind greu reductibili. Ei se reduc numai cu carbonul dupa reactiile.

ZrO2 + 2C = Zr + 2CO                        ΔG= 831 240 – 340,7   (J)

                                                            Te = 2439 K (2166 oC)

 

 Nb2O5 + 2C = Nb + 2CO         ΔG= 392 943 – 285,95   (J)

                                                            Te = 1374 K (1101 oC).

Reducerea cu siliciu

Reducerea oxizilor metalici cu siliciu are loc conform reactiei   generale:

MexOy + Si  Me + SiO2         ΔH < 0.

Reactia de reducere cu siliciu este exoterma (tabelul urmator) insa pentru majoritatea oxizilor care vin in considerare la producerea feroaliajelor, cantitatea de caldura degajata nu este suficienta pentru desfasurarea proceselor fara aport exterior de caldura sau cu adaosuri de oxizi (de exemplu oxizi de fier, in loc de fier vechi), care necesita consum suplimentar de reducator.

O cale de realizare a regimului termic necesar desfasurarii procesului este utilizarea cuptoarelor electrice cu arc, caldura necesara fiind furnizata si de energia electrica.

Viteza reactiei de reducere cu siliciu, ca reactie exoterma, va fi mai mare la temperaturi joase, ceea ce inseamna ca o crestere prea accentuata a temperaturii va conduce la diminuarea gradului de reducere si pierderea unei mari cantitati de zgura. Concomitent, reducatorul nefolosit se va dizolva in feroaliaj. De aceea, este necesar sa se stabileasca temperatura optima de lucru, in vederea reducerii cat mai avansate a oxizilor, in conditiile ramanerii unei cantitati mici de reducator nefolosit.

Din figura 3.18  se poate stabili temperatura de echilibru pentru reactiile de reducere cu Si a principalilor oxizi intalniti in industria feroaliajelor functie de care se poate determina temperatura de lucru pentru fiecare proces in parte.

                                   ZrO2 + Si = Zr + SiO2                                       DG0, [J]

Text Box: Variatia potentialului termodinamic (DG0) [kcal]                             50                                                                + 209.275

                                            2/3 Al2O3 + Si = 4/3 Al + SiO2

                             40                                                                + 167.420

                             30            2/3 B2O3 + Si = 4/3 B + SiO2             + 125.565

                             20                                                                + 83.710 

                             10                TiO2 + Si = Ti + SiO2                   + 41.855

                              0                                                                  0

                           - 10                                2MnO + Si = 2Mn + SiO2  - 41.855

                           - 20     2/3 Cr2O3 + Si = 4/3Cr + SiO2                  - 83.710

                                                      2/5 Nb2O5 + Si = 4/5 Nb + SiO2

                           - 40        2/5V2O5 + Si = 4/5V + SiO2                      - 167.420

                           - 50     2FeO + Si = 2Fe + SiO2                             - 209.275

                           - 60                   2/3WO3 + Si = 2/3W + SiO2       - 251.130

                           - 70                                                                            - 292.985

                           - 80                                                                            - 334.840

                                                     2/3MoO3 + Si = 2/3Mo + SiO2

                                       1700    1800   1900   2000   2100

Fig. 3.18. Variatia cu temperatura a entalpiei libere a reactiilor de reducere cu siliciu a oxizilor

 


In tabelul de mai jos sunt prezentate principalele caracteristici termodinamice ale reactiilor de reducere ale unor oxizi metalici cu siliciu.

Caracteristicile reactiilor de reducere cu siliciu

Reactia

Kp

DG0, in J/cal

B2O3 + Si = B + SiO2

+ 0,989

Ta2O5 + Si = Ta + SiO2

-

-

V2O3 +Si = V + SiO2

- 2,86

2MnO + Si = 2Mn + SiO2

- 1,313

Nb2O5 + Si = Nb + SiO2

 - 4,66

Mn3O4 + Si = Mn + SiO2

-

-

Mn2O3 + Si = Mn + SiO2

-

-

V2O5 + Si = V + SiO2

 - 3,95

MoO2 + Si = Mo + SiO2

 - 1,018

WO3 + Si = W + SiO2

 - 1,823

K2Cr2O7+Si=Cr+SiO2+K2O

-

-

Fe3O4 + Si = Fe + SiO2

 - 6,065

Fe2O3 + Si = Fe + SiO2

 - 6,760

2FeO + Si = 2Fe + SiO2

 - 4,045



MnO2 + Si = Mn + SiO2

-

-

MoO3 + Si = Mo + SiO2

 - 3,421

CrO3 + Si = Cr + SiO2

-

-

KMnO4+Si=Mn+SiO2+K2O

-

-

ZrO2 + Si = Zr + SiO2

 - 1,798

WO2 + Si = W + SiO2

 - 1,318

TiO2 + Si = Ti + SiO2

 - 1,465

P2O5 + Si = P + SiO2

 - 0,264

2MgO + Si = 2Mg + SiO2

+ 7,035

O particularitate a reducerii cu siliciu o constituie formarea de SiO2, oxid puternic acid, pe cand unii oxizi care urmeaza sa fie redusi cu siliciu au caracter bazic. In aceste conditii, silicea rezultata din proces se combina cu o parte din oxidul supus reducerii, imobilizandu-l in zgura. In consecinta este necesar sa se foloseasca si un fondant bazic care sa se combine cu silicea. Folosirea de fondanti conduce insa la cresterea cantitatii de zgura, deci implicit la marirea pierderii de element util in zgura. Din acest motiv si folosirea fondantilor trebuie facuta cu discernamant, pentru optimizarea gradului de reducere.

Siliciul se poate folosi sub forma de ferosiliciu cu 75…90% Si sau sub forma feroaliajului complex dintre siliciu si elementul al carui oxid urmeaza sa fie redus (Fe-Me-Si).

Folosirea feroaliajului complex cu siliciu este practicata frecvent la elaborarea multor feroaliaje afinate, procedeul constand din doua etape:

- producerea feroaliajului complex cu siliciu, prin reducerea cu carbon a oxidului metalic in prezenta de silice, sau reducerea cu siliciu a oxidului respectiv folosind un exces de siliciu;

- oxidarea siliciului din feroaliajul complex cu ajutorul oxidului metalic.

Reducerea cu aluminiu

Reducerea cu aluminiu este recomandata in cazul in care feroaliajul nu trebuie sa contina carbon, iar continutul de siliciu trebuie sa fie scazut.

Procesul de reducere are loc conform reactiei:

MexOy + 2Al = Me + Al2O3       ΔH > 0.

Procesul de cu aluminiu este un proces intotdeauna exoterm uneori puternic exoterm.

In procesele de reducere cu aluminiu se degaja o cantitate mare de caldura.

Caldura produsa in reactia de reducere (Qr ) trebuie sa contribuie la incalzirea si topirea aliajului si zgurei (Qt), la acoperirea pierderilor prin radiatie, conductibilitate si convectie (Qp), la incalzirea captuselii refractare (Qi). La aceasta se adauga sau se scade caldura de formare a compusilor din zgura sau aliaj (Qf), in functie de caracterul procesului (exoterm sau endoterm). Pentru ca procesul sa decurga fara aport exterior de caldura (prin incalzire cu combustibil sau cu energie electrica), trebuie sa existe un exces de caldura (Qe) care sa supraincalzeasca feroaliajul si zgura, astfel incat acestea sa se mentina lichide pentru a se putea separa.

Deci:

Qe = Qr + Qf – (Qt + Qp + Qi).

Valoarea Qe, daca este prea mare, procesul decurge exploziv, producandu-se pierderi de materiale si conditii periculoase de lucru.

Variatia cu temperatura a entalpiei libere pentru aceste procese este aratata in figura 3.19.

          

                          + 10                                                                + 41.855

Text Box: Variatia potentialului termodinamic (DG0), kcal                               0            ZrO2 + 4/3 Al = Zr + 2/3 Al2O3          0                  J

                           - 10                                                                - 41.855

                                            2/3 B2O3 + 4/3 Al = 4/3 B + 2/3 Al2O3

                                                                                                 

                           - 30             TiO2 + 4/3 Al = Ti + 2/3 Al2O3           - 125.565

                           - 40             SiO2 + 4/3 Al = Si + 2/3 Al2O3           - 167.420

                           - 50           2MnO + 4/3 Al = 2Mn + 2/3 Al2O3      - 209.275

                           - 60                                                                - 251.130

                                         2/3Cr2O3 + 4/3Al = 4/3Cr + 2/3Al2O3

                               

                           - 80    2/5Nb2O5 + 4/3Al = 4/5Nb + 2/3Al2O3        - 334.840

                                        2/5V2O5 + 4/3Al = 4/5 V + 2/3Al2O3

                           - 90                                                               - 376.695

                         - 100        2FeO + 4/3Al = 2Fe + 2/3Al2O3             - 418.550

                         - 110            2/3WO3 + 4/3 Al = 2/3W + 2/3Al2O3  - 460.405

                         - 120                                                               - 502.260

                                           2/3MoO+ 4/3Al = 2/3 Mo + 2/3Al2O3

                         - 140                                                               - 585.970

                                      1700    1800   1900   2000   2100      T, K

Fig. 3.19. Variatia potentialului termodinamic al reactiilor de reducere a oxizilor cu aluminiu

 


In tabelul urmator sunt prezentate principalele caracteristici termodinamice ale reactiilor de reducere cu aluminiu.

Caracteristicile reactiilor de reducere cu aluminiu

Reactia

log Kp

DG0, in J/cal

B2O3+Al= B + Al2O3

 - 0,241

2CaO + Al = 2Ca + Al2O3

 + 6,62

3BaO2 + 2Al = Al2O3 + 3BaO

-

-

Cr2O3+Al = Cr + Al2O3

 - 0,02

Fe2O3+Al = Fe + Al2O3

 - 7,64

Fe3O4+Al = Fe + Al2O3

 - 6,95

2FeO + Al = 2Fe + Al2O3

 - 5,14

MnO2 + Al = Mn + Al2O3

 - 6,23

Mn3O4+Al=Mn+ Al2O3

 - 6,89

2MnO + Al = 2Mn + Al2O3

 -2,195



MoO3+Al=Mo + Al2O3

 - 2,675

MoO2 + Al = Mo + Al2O3

 - 0,269

Nb2O5+Al= Nb+ Al2O3

 - 3,908

2NbO + Al = 2Nb + Al2O3

 - 0,503

P2O5 + Al = P + Al2O3

 - 1,245

TiO2 + Al = Ti + Al2O3

 - 0,656

2TiO2 + Al = 2Ti + Al2O3

 - 0,566

V2O5 + Al = V + Al2O3

 - 3,175

2VO + Al = 2V + Al2O3

-

WO3 +Al =W + Al2O3

 - 1,096

WO2 + Al = W + Al2O3

 - 0,546

ZrO2 +  Al = Zr + Al2O3

 - 1,049

Pentru diminuarea acestui pericol se actioneaza in sensul prelungirii duratei reactiei de reducere (prin incarcarea succesiva a amestecului), marind astfel Qp.

Se poate mari si Qt prin folosirea ca sursa de fier a fierului vechi. Un rol insemnat in conducerea corecta a regimului termic o are marirea cuvei (deci cantitatea de feroaliaj produs), datorita suprafetei specifice de pierdere de caldura. Daca Qe este prea mic, procesul de reducere s-a produs, feroaliajul nu se poate separa de zgura. In aceste conditii se ajuta procesul termic prin introducerea in amestec a unor oxidanti puternici.

 Asa cum se vede in tabelul 3.5, acesti oxidanti pot fi oxizi superiori ai metalelor care intra in feroaliaj sau alte substante (peroxizi sau saruri puternic oxidante) care prin reducere cu aluminiu sa furnizeze necesarul de caldura.

In procesele de reducere cu aluminiu se degaja o cantitate mare de caldura.

Efectele termice a unor reactii secundare la elaborarea feroaliajelor

Reactia

- DH, in

Caldura cedata, in

Fe3O4 + Al = Fe + Al2O3

CrO3 + Al = Cr +  Al2O3

KMnO4 + Al =Mn +Al2O3 +K2O

K2Cr2O7 + Al =  Al2O3 + K2O

3BaO2 + 2Al = Ba3Al2O6

3CaO2 + 2Al = Ca3Al2O6

KClO3 + 2Al =  Al2O3 + KCl

3KClO4 + 8Al = 4Al2O3 + 3KCl

NaClO3 + 2Al = Al2O3 + NaCl

3NaClO4 + 8Al = 4Al2O3 + 3NaCl

4NaNO3 + 10Al = 5Al2O3 + 2Na2O + 2N2

6KNO3 +10Al =5Al2O3 + 3K2O + 3N2

Folosirea de oxidanti suplimentari prezinta dezavantajul unui consum suplimentar de aluminiu, la care se adauga costul ridicat al oxidantului. Ei pot produce, prin reactii secundare exoterme, compusi care sa fluidifice zgura.

In unele cazuri, deficitul de caldura poate fi compensat prin preincalzirea amestecului de reactie (concentrat si pulbere de aluminiu). Preincalzirea trebuie facuta sub temperatura de aprindere, omogen in toata masa materialului, pentru a se evita supraincalziri locale, care pot conduce la declansarea procesului de reducere.

Reducerea cu aluminiu prezinta avantajul ca procesul – in marea majoritate a cazurilor – decurge fara aport exterior de caldura, iar atunci cand sunt necesare adaosuri exoterme, de cele mai multe ori poate fi oxidul de fier.

Aluminiul este un reducator foarte puternic, ceea ce inseamna ca poate reduce unii oxizi din steril, de aceea, la procesele aluminotermice sunt necesare concentrate curate, iar oxidul de fier, in caz ca este folosit, este indicat sub forma de arsura de fier curata.

Din proces rezulta Al2O3, oxid cu temperatura mare de topire, ceea ce conduce la zguri vascoase. Cum Al2O3 este oxid amfoter, apare si pericolul imobilizarii in zgura a unei parti din oxidul supus reducerii. De aceea, este necesar sa se foloseasca si un fluidificator, in proportii fixate cu discernamant, deoarece consuma caldura pentru incalzire si topire si mareste cantitatea de zgura.

Procese de afinare

Obtinerea feroaliajelor cu continut mic de carbon se realizeaza si prin oxidarea carbonului din feroaliajul carburat, proces care se aseamana cu afinarea fontei, oxidantul folosit fiind oxidul elementului de aliere, conform reactiei:

MenCm + MexOy Me + m CO.

Procesul are loc, in general, la temperaturi ridicate, fiind aplicabil numai la feroaliajele la care elementele de aliere formeaza oxizi cu tensiune de disociere mai mare decat a CO, iar elementul respectiv, la temperatura procesului, are tensiunea de vapori mica.

Afinarea se poate produce si cu oxigenul din aer (in care caz in feroaliaj se dizolva azot) sau cu oxigen tehnic.

Datorita formarii de oxid de carbon in timpul afinarii, folosirea vidului (chiar de numai 50…70 torr) conduce la intensificarea procesului.

Pentru oxidarea carbonului se mai poate folosi si SiO2, care actioneaza astfel:

MenCm + m SiO2 n Me +m SiO + m CO.

Atat oxidul de carbon cat si SiO fiind gaze, folosirea vidului duce la accelerarea procesului.

Cu exceptia afinarii cu oxigen tehnic, procedeele de afinare a feroaliajelor carburate trebuie conduse in cuptoare electrice, deoarece sunt necesare temperaturi inalte.








Politica de confidentialitate

.com Copyright © 2019 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.


Proiecte

vezi toate proiectele
 PROIECT DE LECTIE Clasa: I Matematica - Adunarea si scaderea numerelor naturale de la 0 la 30, fara trecere peste ordin
 Proiect didactic Grupa: mijlocie - Consolidarea mersului in echilibru pe o linie trasata pe sol (30 cm)
 Redresor electronic automat pentru incarcarea bateriilor auto - proiect atestat
 Proiectarea instalatiilor de alimentare ale motoarelor cu aprindere prin scanteie cu carburator

Lucrari de diploma

vezi toate lucrarile de diploma
 Lucrare de diploma - eritrodermia psoriazica
 ACTIUNEA DIPLOMATICA A ROMANIEI LA CONFERINTA DE PACE DE LA PARIS (1946-1947)
 Proiect diploma Finante Banci - REALIZAREA INSPECTIEI FISCALE LA O SOCIETATE COMERCIALA
 Lucrare de diploma managementul firmei “diagnosticul si evaluarea firmei”

Lucrari licenta

vezi toate lucrarile de licenta
 CONTABILITATEA FINANCIARA TESTE GRILA LICENTA
 LUCRARE DE LICENTA - FACULTATEA DE EDUCATIE FIZICA SI SPORT
 Lucrare de licenta stiintele naturii siecologie - 'surse de poluare a clisurii dunarii”
 LUCRARE DE LICENTA - Gestiunea stocurilor de materii prime si materiale

Lucrari doctorat

vezi toate lucrarile de doctorat
 Doctorat - Modele dinamice de simulare ale accidentelor rutiere produse intre autovehicul si pieton
 Diagnosticul ecografic in unele afectiuni gastroduodenale si hepatobiliare la animalele de companie - TEZA DE DOCTORAT
 LUCRARE DE DOCTORAT ZOOTEHNIE - AMELIORARE - Estimarea valorii economice a caracterelor din obiectivul ameliorarii intr-o linie materna de porcine

Proiecte de atestat

vezi toate proiectele de atestat
 Proiect atestat informatica- Tehnician operator tehnica de calcul - Unitati de Stocare
 LUCRARE DE ATESTAT ELECTRONIST - TEHNICA DE CALCUL - Placa de baza
 ATESTAT PROFESIONAL LA INFORMATICA - programare FoxPro for Windows
 Proiect atestat tehnician in turism - carnaval la venezia




Conditia termodinamica fundamentala a realizarii proceselor de reducere
Aplicatiile conductometriei la masurarea maselor
Tema de casa P.M.I.Ch. - Tehnologii de obtinere a clorurii de vinil
Pile primare care se pot activa
Experimentari privind realizarea de straturi subtiri de TiC
DETERMINAREA AMONIACULUI DIN APA
Rolul concentratiei ionilor de hidrogen
Reducerea metalotermica


Termeni si conditii
Contact
Creeaza si tu