3.2. Кинетические особенности восстановления оксидов.

Основными вопросами этого раздела являются:

1. основные положения теории восстановления оксидов Г.И. Чуфарова;

2. типы взаимодействия восстановителя с оксидами;

3. восстановление оксидов железа;

4. восстановление оксидов твердым углеродом.

Необходимо рассмотреть все возможные схемы восстановления различных оксидов.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Как протекает в общем виде начальная стадия восстановления оксидов?

2. Перечислите основные стадии процесса восстановления и их кинетические особенности.

3. В чем состоят основные положения зонального механизма процесса восстановления оксидов?

4. Какой порядок имеет кинетическое уравнение процесса восстановления?

5. Какое влияние оказывает температура на скорости диффузионного и химического звена процесса восстановления?

6. Каким образом скорость и полнота восстановления зависят от пористости кусков оксида? Как пористость связана с температурой восстановления?

7. Какие железные руды являются легковосстановимыми, какие трудновосстановимыми и почему?

8. Опишите двухступенчатую схему восстановления оксида при участии твердого углерода.

9. Как происходит восстановление оксидов, имеющих высокую упругость диссоциации при участии твердого углерода?

10. Какое звено процесса в двухступенчатой схеме углетермического восстановления является лимитирующим?

11. Какие факторы повышают скорость лимитирующего звена процесса?

4. Металлургические расплавы

Многие металлургические процессы протекают с участием жидких фаз: металлической, оксидной (шлаковой), сульфидной (штейновой), солевой (галогениды металлов и соли кислородных кислот). Взаимодействие между жидкими фазами, а также с обычно присутствующей газообразной фазой зависит от структуры и свойств металлургических расплавов.

Под структурой или строением металлургических расплавов понимают количественное описание взаимного расположения в пространстве составляющих их частиц, т. е. в случае жидких металлов – атомов, а для оксидных и сульфидных расплавов – ионов.

Взаимное расположение частиц в пространстве определяется характером и величиной сил взаимодействия между ними. В свою очередь, структура расплава непосредственно связана с его физико–химическими свойствами. Некоторые из физических свойств расплавов, а именно, вязкость, плотность, поверхностное натяжение, электрическая проводимость, скорость звука, отражают структурные особенности металлургических расплавов, поэтому их называют структурно–чувствительными свойствами. Закономерности изменения этих свойств под влиянием температурного и концентрационного факторов позволяют выявить особенности строения металлургических расплавов.

Строение и свойства расплавов влияют на служебные характеристики изделий.

4.1.Строение и свойства металлургических шлаков

В этом разделе следует изучить:

1. основные функции металлургических шлаков;

2. классификацию шлаков; химический и минералогический состав шлаков;

3. двойные и тройные диаграммы состояния шлаковых систем. Рассматривая диаграммы, необходимо научиться определять характерные соединения системы, температуры плавления и области их существования;

4. физико-химические свойства шлаков: вязкость, поверхностное и межфазное натяжение, электропроводность;

5. строение шлаков с точки зрения молекулярной и ионной теории шлаковых систем;

6. теорию совершенных ионных растворов М. И. Темкина;

7. теорию регулярных ионных растворов;

8. полимерную теорию шлаковых расплавов.