Темп плавления стали: Температура кипения и плавления металлов, температура плавления стали

Температура кипения и плавления металлов, температура плавления стали

Температура кипения и плавления металлов

В таблице представлена температура плавления металлов t_пл, их температура кипения t_к при атмосферном давлении, плотность металлов ρ при 25°С и теплопроводность λ при 27°С.

Температура плавления металлов, а также их плотность и теплопроводность приведены в таблице для следующих металлов: актиний Ac, серебро Ag, алюминий Al, золото Au, барий Ba, берилий Be, висмут Bi, кальций Ca, кадмий Cd, кобальт Co, хром Cr, цезий Cs, медь Cu, железо Fe, галлий Ga, гафний Hf, ртуть Hg, индий In, иридий Ir, калий K, литий Li, магний Mg, марганец Mn, молибден Mo, натрий Na, ниобий Nb, никель Ni, нептуний Np, осмий Os, протактиний Pa, свинец Pb, палладий Pd, полоний Po, платина Pt, плутоний Pu, радий Ra, рубидий Pb, рений Re, родий Rh, рутений Ru, сурьма Sb, олово Sn, стронций Sr, тантал Ta, технеций Tc, торий Th, титан Ti, таллий Tl, уран U, ванадий V, вольфрам W, цинк Zn, цирконий Zr.

По данным таблицы видно, что температура плавления металлов изменяется в широком диапазоне (от -38,83°С у ртути до 3422°С у вольфрама). Низкой положительной температурой плавления обладают такие металлы, как литий (18,05°С), цезий (28,44°С), рубидий (39,3°С) и другие щелочные металлы.

Наиболее тугоплавкими являются следующие металлы: гафний, иридий, молибден, ниобий, осмий, рений, рутений, тантал, технеций, вольфрам. Температура плавления этих металлов выше 2000°С.

Приведем примеры температуры плавления металлов, широко применяемых в промышленности и в быту:

• температура плавления алюминия 660,32 °С;
• температура плавления меди 1084,62 °С;
• температура плавления свинца 327,46 °С;
• температура плавления золота 1064,18 °С;
• температура плавления олова 231,93 °С;
• температура плавления серебра 961,78 °С;
• температура плавления ртути -38,83°С.

Максимальной температурой кипения из металлов, представленных в таблице, обладает рений Re — она составляет 5596°С. Также высокими температурами кипения обладают металлы, относящиеся к группе с высокой температурой плавления.

Плотность металлов в таблице находится в диапазоне от 0,534 до 22,59 г/см³, то есть самым легким металлом является литий, а самым тяжелым металлом осмий. Следует отметить, что осмий имеет плотность большую, чем плотность урана и даже плутония при комнатной температуре.

Теплопроводность металлов в таблице изменяется от 6,3 до 427 Вт/(м·град), таким образом хуже всего проводит тепло такой металл, как нептуний, а лучшим теплопроводящим металлом является серебро.

Температура плавления стали

Представлена таблица значений температуры плавления стали распространенных марок. Рассмотрены стали для отливок, конструкционные, жаропрочные, углеродистые и другие классы сталей.

Температура плавления стали находится в диапазоне от 1350 до 1535°С. Стали в таблице расположены в порядке возрастания их температуры плавления.

Температура плавления стали — таблица

Сталь	tпл, °С	Сталь	tпл, °С
Стали для отливок Х28Л и Х34Л	1350	Коррозионно-стойкая жаропрочная 12Х18Н9Т	1425
Сталь конструкционная 12Х18Н10Т	1400	Жаропрочная высоколегированная 20Х23Н13	1440
Жаропрочная высоколегированная 20Х20Н14С2	1400	Жаропрочная высоколегированная 40Х10С2М	1480
Жаропрочная высоколегированная 20Х25Н20С2	1400	Сталь коррозионно-стойкая Х25С3Н (ЭИ261)	1480
Сталь конструкционная 12Х18Н10	1410	Жаропрочная высоколегированная 40Х9С2 (ЭСХ8)	1480
Коррозионно-стойкая жаропрочная 12Х18Н9	1410	Коррозионно-стойкие обыкновенные 95Х18…15Х28	1500
Сталь жаропрочная Х20Н35	1410	Коррозионно-стойкая жаропрочная 15Х25Т (ЭИ439)	1500
Жаропрочная высоколегированная 20Х23Н18 (ЭИ417)	1415	Углеродистые стали	1535

Источники:

1. Волков А. И., Жарский И. М. Большой химический справочник. — М: Советская школа, 2005. — 608 с.
2. Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
3. Физические величины. Справочник. А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский и др.; Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.

Температура плавления нержавеющей стали | МЕТАЛЛОБАЗА №2

Температура плавления нержавеющей стали важный параметр для сфер, где изделия проходят термическую обработку, отжиг и стерилизацию. Перед тем как выбрать и купить
нержавейку для высокотемпературных сфер применения важно знать температуру плавления каждой марки стали.

Температура плавления марок нержавеющей стали

Нержавеющая сталь имеет множество вариантов марок. Каждая марка имеет разную температуру плавления. Перечислим температуру плавления нержавеющей стали основных марок:

• AISI 304: 1400-1450°C (2552-2642°F)
• AISI 316: 1375-1400°C (2507-2552°F)
• AISI 430: 1425-1510°C (2597-2750°F)
• AISI 434: 1426-1510°C (2600-2750°F)
• AISI 420: 1450-1510°C (2642-2750°F)
• AISI 410: 1480-1530°C (2696-2786°F)

Температура плавления указана не конкретным числом, а в диапазоне. Это связано с тем, что в каждой марке возможны небольшие изменения в составе сплава.

Стоит учитывать, что максимальные температуры использования стали, как правило, значительно ниже.
Даже до того, как

температура плавления нержавеющей стали будет достигнута, сам металл становится менее жестким и более подверженным изгибу при нагревании. Высокие температуры могут повлиять на защитный оксидный слой, предохраняющий нержавеющую сталь от ржавчины, что
сделает ее более подверженной коррозии. Высокие температуры также могут привести к тепловому расширению металла, что приведет к ослаблению сварных соединений.

Специалисты компании Металлобаза №2 помогут подобрать сталь с учетом особенностей каждой марки и условий эксплуатации. Чтобы получить консультацию и купить нержавейку – обращайтесь в филиалы компании М2.

Температура плавления стали 1400 градусов

Температура кипения и плавления металлов

В таблице представлена температура плавления металлов t_пл, их температура кипения t_к при атмосферном давлении, плотность металлов ρ при 25°С и теплопроводность λ при 27°С.

Температура плавления металлов, а также их плотность и теплопроводность приведены в таблице для следующих металлов: актиний Ac, серебро Ag, алюминий Al, золото Au, барий Ba, берилий Be, висмут Bi, кальций Ca, кадмий Cd, кобальт Co, хром Cr, цезий Cs, медь Cu, железо Fe, галлий Ga, гафний Hf, ртуть Hg, индий In, иридий Ir, калий K, литий Li, магний Mg, марганец Mn, молибден Mo, натрий Na, ниобий Nb, никель Ni, нептуний Np, осмий Os, протактиний Pa, свинец Pb, палладий Pd, полоний Po, платина Pt, плутоний Pu, радий Ra, рубидий Pb, рений Re, родий Rh, рутений Ru, сурьма Sb, олово Sn, стронций Sr, тантал Ta, технеций Tc, торий Th, титан Ti, таллий Tl, уран U, ванадий V, вольфрам W, цинк Zn, цирконий Zr.

По данным таблицы видно, что температура плавления металлов изменяется в широком диапазоне (от -38,83°С у ртути до 3422°С у вольфрама). Низкой положительной температурой плавления обладают такие металлы, как литий (18,05°С), цезий (28,44°С), рубидий (39,3°С) и другие щелочные металлы.

Наиболее тугоплавкими являются следующие металлы:

гафний, иридий, молибден, ниобий, осмий, рений, рутений, тантал, технеций, вольфрам. Температура плавления этих металлов выше 2000°С.

Приведем примеры температуры плавления металлов, широко применяемых в промышленности и в быту:

• температура плавления алюминия 660,32 °С;
• температура плавления меди 1084,62 °С;
• температура плавления свинца 327,46 °С;
• температура плавления золота 1064,18 °С;
• температура плавления олова 231,93 °С;
• температура плавления серебра 961,78 °С;
• температура плавления ртути -38,83°С.

Максимальной температурой кипения из металлов, представленных в таблице, обладает рений Re — она составляет 5596°С. Также высокими температурами кипения обладают металлы, относящиеся к группе с высокой температурой плавления.

Плотность металлов в таблице находится в диапазоне от 0,534 до 22,59 г/см 3 , то есть самым легким металлом является литий, а самым тяжелым металлом осмий. Следует отметить, что осмий имеет плотность большую, чем плотность урана и даже плутония при комнатной температуре.

Теплопроводность металлов в таблице изменяется от 6,3 до 427 Вт/(м·град), таким образом хуже всего проводит тепло такой металл, как нептуний, а лучшим теплопроводящим металлом является серебро.

Температура плавления стали

Представлена таблица значений температуры плавления стали распространенных марок. Рассмотрены стали для отливок, конструкционные, жаропрочные, углеродистые и другие классы сталей.

Температура плавления стали находится в диапазоне от 1350 до 1535°С. Стали в таблице расположены в порядке возрастания их температуры плавления.

Температура плавления стали — таблица

Сталь	tпл, °С	Сталь	tпл, °С
Стали для отливок Х28Л и Х34Л	1350	Коррозионно-стойкая жаропрочная 12Х18Н9Т	1425
Сталь конструкционная 12Х18Н10Т	1400	Жаропрочная высоколегированная 20Х23Н13	1440
Жаропрочная высоколегированная 20Х20Н14С2	1400	Жаропрочная высоколегированная 40Х10С2М	1480
Жаропрочная высоколегированная 20Х25Н20С2	1400	Сталь коррозионно-стойкая Х25С3Н (ЭИ261)	1480
Сталь конструкционная 12Х18Н10	1410	Жаропрочная высоколегированная 40Х9С2 (ЭСХ8)	1480
Коррозионно-стойкая жаропрочная 12Х18Н9	1410	Коррозионно-стойкие обыкновенные 95Х18…15Х28	1500
Сталь жаропрочная Х20Н35	1410	Коррозионно-стойкая жаропрочная 15Х25Т (ЭИ439)	1500
Жаропрочная высоколегированная 20Х23Н18 (ЭИ417)	1415	Углеродистые стали	1535

1. Волков А. И., Жарский И. М. Большой химический справочник. — М: Советская школа, 2005. — 608 с.
2. Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
3. Физические величины. Справочник. А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский и др.; Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.

Сталь — это сплав железа, к которому примешивают углерод. Её главная польза в строительстве — прочность, ведь это вещество длительное время сохраняет объем и форму. Все дело в том, что частицы тела находятся в положении равновесия. В этом случае сила притяжения и сила отталкивания между частицами являются равными. Частицы находятся в чётко обозначенном порядке.

Есть четыре вида этого материала: обычная, легированная, низколегированная, высоколегированная сталь. Они отличаются количеством добавок в своём составе. В обычной содержится малое количество, а дальше возрастает. Используют следующие добавки:

Температуры плавления стали

При определённых условиях твёрдые тела плавятся, то есть переходят в жидкое состояние. Каждое вещество делает это при определённой температуре.

• Плавление — это процесс перехода вещества из твёрдого состояния в жидкое.
• Температура плавления — это температура, при которой твёрдое кристаллическое вещество плавится, переходит в жидкое состояние. Обозначается t.

Физики используют определённую таблицу плавления и кристаллизации, которая приведена ниже:

Вещество	t,°C	Вещество	t,°C	Вещество	t,°C
Алюминий	660	Медь	1087	Спирт	— 115
Водень	— 256	Нафталин	80	Чугун	1200
Вольфрам	3387	Олово	232	Сталь	1400
Железо	1535	Парафин	55	Титан	1660
Золото	1065	Ртуть	— 39	Цинк	420

На основании таблицы можно смело сказать, что температура плавления стали равна 1400 °C.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь — это один из многих железных сплавов, которые содержатся в стали. Она содержит в себе Хром от 15 до 30%, который делает её ржаво-устойчивой, создавая защитный слой оксида на поверхности, и углерод. Самые популярные марки такой стали зарубежные. Это 300-я и 400-я серии. Они отличаются своей прочностью, устойчивостью к неблагоприятным условиям и пластичностью. 200-я серия менее качественная, но более дешёвая. Это и является выгодным для производителя фактором. Впервые её состав заметил в 1913 году Гарри Бреарли, который проводил над сталью много разных экспериментов.

На данный момент нержавейку разделяют на три группы:

• Жаропрочная — при высоких температурах имеет высокую механическую прочность и устойчивость. Детали, которые из неё изготавливаются применяют в сферах фармацевтики, ракетной отрасли, текстильной промышленности.
• Ржаво-стойкая — имеет большую стойкость к процессам ржавления. Её используют в бытовых и медицинских приборах, а также в машиностроении для изготовления деталей.
• Жаростойкая — является устойчивой при коррозии в высоких температурах, подходит для использования на химических заводах.

Температура плавления нержавеющей стали колеблется в зависимости от её марки и количества сплавов приблизительно от 1300 °C до 1400 °C.

Чугун и сталь

Чугун — это сплав углерода и железа, он содержит примеси марганца, кремния, серы и фосфора. Выдерживает невысокие напряжения и нагрузки. Один из его многочисленных плюсов — это невысокая стоимость для потребителей. Чугун бывает четырех видов:

• Белый — имеет высокую прочность и плохую способность к обработке ножом. Виды сплава по увеличению количества углерода в составе: доэвтектический, эвтектический, заэвтектический. Его назвали белым из-за того, что в разломе он имеет белый цвет. А также белый чугун обладает особым строением металлической массы и большой изностойкостью. Полезен в изготовлении механических деталей, которые будут работать в среде с отсутствием смазки. Его используют для изготовления приведённых ниже видов чугуна.
• Серый чугун — содержит углерод, кремний, марганец, фосфор и немного серы. Его можно легко получить, и он имеет плохие механические свойства. Используется для изготовления деталей, которые не подвергаются воздействию ударных нагрузок. В изломе есть серый цвет, чем он темнее, тем материал мягче. Свойства серого чугуна зависят от температуры среды, в которой он находится, и количества разных примесей.
• Ковкий чугун — получают из белого в результате томления (длительного нагрева и выдержки). В состав вещества входят: углерод, кремний, марганец, фосфор, небольшое количество серы. Является более прочным и пластичным, легче поддаётся обработке.
• Высокопрочный чугун — это самый прочный из всех видов чугунов. Содержит в себе углерод, марганец, серу, фосфор, кремний. Имеет большую ударную вязкость. Из такого важного металла делают поршни, коленчатые валы и трубы.

Температуры плавления стали и чугуна отличаются, как утверждает таблица, приведённая выше. Сталь имеет более высокую прочность и устойчивость к высоким температурам, чем чугун, температуры отличаются на целых 200 градусов. У чугуна это число колеблется приблизительно от 1100 до 1200 градусов в зависимости от содержащихся в нем примесей.

Внимание! Решения предоставлены обычными людьми, поэтому в решениях могут быть ошибки или неточности. Используя решения, не забудьте их перепроверить!

Решение 1, 2

Решение 3, 4

• Вконтакте
• Комментарии ( 0 )

Нет комментариев. Ваш будет первым!

Добавить комментарий

Разные решения одинаковых (или похожих) задач, собранные с одного ресурса. И будет бесплатно.

Чтобы помочь понять, или хотя бы списать решение на основе решений составить своё, правильное.

Температура плавления железа и чугуна

Температура кипения и плавления металлов

В таблице представлена температура плавления металлов t_пл, их температура кипения t_к при атмосферном давлении, плотность металлов ρ при 25°С и теплопроводность λ при 27°С.

Температура плавления металлов, а также их плотность и теплопроводность приведены в таблице для следующих металлов: актиний Ac, серебро Ag, алюминий Al, золото Au, барий Ba, берилий Be, висмут Bi, кальций Ca, кадмий Cd, кобальт Co, хром Cr, цезий Cs, медь Cu, железо Fe, галлий Ga, гафний Hf, ртуть Hg, индий In, иридий Ir, калий K, литий Li, магний Mg, марганец Mn, молибден Mo, натрий Na, ниобий Nb, никель Ni, нептуний Np, осмий Os, протактиний Pa, свинец Pb, палладий Pd, полоний Po, платина Pt, плутоний Pu, радий Ra, рубидий Pb, рений Re, родий Rh, рутений Ru, сурьма Sb, олово Sn, стронций Sr, тантал Ta, технеций Tc, торий Th, титан Ti, таллий Tl, уран U, ванадий V, вольфрам W, цинк Zn, цирконий Zr.

По данным таблицы видно, что температура плавления металлов изменяется в широком диапазоне (от -38,83°С у ртути до 3422°С у вольфрама). Низкой положительной температурой плавления обладают такие металлы, как литий (18,05°С), цезий (28,44°С), рубидий (39,3°С) и другие щелочные металлы.

Наиболее тугоплавкими являются следующие металлы: гафний, иридий, молибден, ниобий, осмий, рений, рутений, тантал, технеций, вольфрам. Температура плавления этих металлов выше 2000°С.

Приведем примеры температуры плавления металлов, широко применяемых в промышленности и в быту:

• температура плавления алюминия 660,32 °С;
• температура плавления меди 1084,62 °С;
• температура плавления свинца 327,46 °С;
• температура плавления золота 1064,18 °С;
• температура плавления олова 231,93 °С;
• температура плавления серебра 961,78 °С;
• температура плавления ртути -38,83°С.

Максимальной температурой кипения из металлов, представленных в таблице, обладает рений Re — она составляет 5596°С. Также высокими температурами кипения обладают металлы, относящиеся к группе с высокой температурой плавления.

Плотность металлов в таблице находится в диапазоне от 0,534 до 22,59 г/см 3 , то есть самым легким металлом является литий, а самым тяжелым металлом осмий. Следует отметить, что осмий имеет плотность большую, чем плотность урана и даже плутония при комнатной температуре.

Теплопроводность металлов в таблице изменяется от 6,3 до 427 Вт/(м·град), таким образом хуже всего проводит тепло такой металл, как нептуний, а лучшим теплопроводящим металлом является серебро.

Температура плавления стали

Представлена таблица значений температуры плавления стали распространенных марок. Рассмотрены стали для отливок, конструкционные, жаропрочные, углеродистые и другие классы сталей.

Температура плавления стали находится в диапазоне от 1350 до 1535°С. Стали в таблице расположены в порядке возрастания их температуры плавления.

Температура плавления стали — таблица

Сталь	tпл, °С	Сталь	tпл, °С
Стали для отливок Х28Л и Х34Л	1350	Коррозионно-стойкая жаропрочная 12Х18Н9Т	1425
Сталь конструкционная 12Х18Н10Т	1400	Жаропрочная высоколегированная 20Х23Н13	1440
Жаропрочная высоколегированная 20Х20Н14С2	1400	Жаропрочная высоколегированная 40Х10С2М	1480
Жаропрочная высоколегированная 20Х25Н20С2	1400	Сталь коррозионно-стойкая Х25С3Н (ЭИ261)	1480
Сталь конструкционная 12Х18Н10	1410	Жаропрочная высоколегированная 40Х9С2 (ЭСХ8)	1480
Коррозионно-стойкая жаропрочная 12Х18Н9	1410	Коррозионно-стойкие обыкновенные 95Х18…15Х28	1500
Сталь жаропрочная Х20Н35	1410	Коррозионно-стойкая жаропрочная 15Х25Т (ЭИ439)	1500
Жаропрочная высоколегированная 20Х23Н18 (ЭИ417)	1415	Углеродистые стали	1535

1. Волков А. И., Жарский И. М. Большой химический справочник. — М: Советская школа, 2005. — 608 с.
2. Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
3. Физические величины. Справочник. А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский и др.; Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.

Каждый металл и сплав имеет собственный уникальный набор физических и химических свойств, среди которых не последнее место занимает температура плавления. Сам процесс означает переход тела из одного агрегатного состояния в другое, в данном случае, из твердого кристаллического состояния в жидкое. Чтобы расплавить металл, необходимо подводить к нему тепло до достижения температуры плавления. При ней он все еще может оставаться в твердом состоянии, но при дальнейшем воздействии и повышении тепла металл начинает плавиться. Если температуру понизить, то есть отвести часть тепла, элемент затвердеет.

Самая высокая температура плавления среди металлов принадлежит вольфраму: она составляет 3422С о , самая низкая — у ртути: элемент плавится уже при — 39С о . Определить точное значение для сплавов, как правило, не представляет возможности: оно может значительно колебаться в зависимости от процентного соотношения компонентов. Их обычно записывают в виде числового промежутка.

Как происходит

Плавление всех металлов происходит примерно одинаково — при помощи внешнего или внутреннего нагревания. Первый осуществляется в термической печи, для второго используют резистивный нагрев при пропускании электрического тока или индукционный нагрев в высокочастотном электромагнитном поле. Оба варианта воздействуют на металл примерно одинаково.

При увеличении температуры увеличивается и амплитуда тепловых колебаний молекул, возникают структурные дефекты решетки, выражающиеся в росте дислокаций, перескоке атомов и других нарушениях. Это сопровождается разрывом межатомных связей и требует определенного количества энергии. В это же время происходит образование квази-жидкого слоя на поверхности тела. Период разрушения решетки и накопления дефектов называется плавлением.

Разделение металлов

В зависимости от температуры плавления металлы делятся на:

1. Легкоплавкие: им необходимо не более 600С о . Это цинк, свинец, виснут, олово.
2. Среднеплавкие: температура плавления колеблется от 600С о до 1600С о . Это золото, медь, алюминий, магний, железо, никель и большая половина всех элементов.
3. Тугоплавкие: требуется температура свыше 1600С о , чтобы сделать металл жидким. Сюда относятся хром, вольфрам, молибден, титан.

В зависимости от температуры плавления выбирают и плавильный аппарат. Чем выше показатель, тем прочнее он должен быть. Узнать температуру нужного вам элемента можно из таблицы.

Еще одной немаловажной величиной является температура кипения. Это величина, при которой начинается процесс кипения жидкостей, она соответствует температуре насыщенного пара, который образуется над плоской поверхностью кипящей жидкости. Обычно она почти в два раза больше, чем температура плавления.

Обе величины принято приводить при нормальном давлении. Между собой они прямопропорциональны.

1.3 Основные физические свойства железа

Температура плавления химически чистого железа составляет 1539 о С. Технически чистое железо, полученное в результате окислительного рафинирования, содержит некоторое количество растворенного в металле кислорода. По этой причине температура его плавления понижается до 1530 о С.

Температура плавления стали всегда ниже температуры плавления железа в связи с наличием в ней примесей. Растворенные в железе металлы (Mn, Cr, Ni. Co, Mo, V и др.) понижают температуру плавления металла на 1 – 3 о С на 1% введенного элемента, а элементы из группы металлоидов (C, O, S, P и др.) на 30 – 80 о С.

На протяжении большей части общей продолжительности плавки температура плавления металла изменяется главным образом в результате изменения содержания углерода. При концентрации углерода 0,1 – 1,2%, которая характерна для доводки плавки в сталеплавильных агрегатах, температуру плавления металла с достаточной для практических целей точностью можно оценить из уравнения

Теплота плавления железа составляет 15200 Дж/моль или 271,7 кДж/кг.

Температура кипения железа в изданиях последних лет приводится равной 2735 о С. Однако, опубликованы результаты исследований, согласно которым температура кипения железа значительно выше (до 3230 о С).

Теплота испарения железа составляет 352,5 кДж/моль или 6300 кДж/кг.

Давление насыщенного пара железа (P_Fe, Па) можно оценить при помощи уравнения

где Т – температура металла, К.

Результаты расчета давления насыщенного пара железа при различных температурах, а также содержания пыли в окислительной газовой фазе над металлом (X, г/м 3 ) представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Давление насыщенного пара железа и запыленность газов при разных температурах

Согласно существующим санитарным нормам содержание пыли в газах, которые выбрасываются в атмосферу, не должно превышать 0,1 г/м 3 . Из данных таблицы 1.1 видно, что при 1600 о С запыленность газов над открытой поверхностью металла выше допустимых значений. Поэтому обязательно требуется очистка газов от пыли, состоящей в основном из оксидов железа.

Динамическая вязкость. Коэффициент динамической вязкости жидкости () определяется из соотношения

где F – сила взаимодействия двух движущихся слоев, Н;

S – площадь соприкосновения слоев, м 2 ;

– градиент скорости слоев жидкости по нормали к направлению потока, с -1 .

Динамическая вязкость сплавов железа обычно изменяется в пределах 0,001 – 0,005 Па•с. Ее величина зависит от температуры и содержания примесей, главным образом углерода. При перегреве металла над температурой плавления выше 25 – 30 о С влияние температуры не существенно.

Кинематическая вязкость жидкости представляет собой скорость передачи импульса в потоке единичной массы. Ее величина определяется из уравнения

где – плотность жидкости, кг/м 3 .

Величина динамической вязкости жидкого железа близка к 6•10 -7 м 2 /с.

Плотность железа при 1550 – 1650 о С равна 6700 – 6800 кг/м 3 . При температуре кристаллизации плотность жидкого металла близка к 6850 кг/м 3 . Плотность твердого железа при температуре кристаллизации равна 7450 кг/м 3 , при комнатной температуре – 7800 кг/м 3 .

Из обычных примесей наибольшее влияние на плотность расплавов железа оказывают углерод и кремний, понижая ее. Поэтому обычного состава жидкий чугун имеет плотность 6200 – 6400 кг/м 3 , твердый при комнатной температуре – 7000 – 7200 кг/м 3 .

Плотность жидкой и твердой стали занимает промежуточное положение между плотностями железа и чугуна и составляет соответственно 6500 – 6600 и 7500 – 7600 кг/м 3 .

Удельная теплоемкость жидкого металла практически не зависит от температуры. В оценочных расчетах величину ее можно принимать равной 0,88 кДж/(кг•К) для чугуна и 0,84 кДж/(кг•К) для стали.

Поверхностное натяжение железа имеет максимальное значение при температуре около 1550 о С. В области более высоких и низких температур величина его уменьшается. Это отличает железо от большинства металлов, для которых характерно понижение поверхностного натяжения при повышении температуры.

Поверхностное натяжение жидких сплавов железа существенно меняется в зависимости от химического состава и температуры. Обычно оно изменяется в пределах 1000 – 1800 мДж/м 2 (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 – Влияние примесей на величину поверхностного натяжения сплавов железа

Растворимость. Весьма ограниченную растворимость в жидком и твердом железе имеют щелочные (Li, Na, K, Rb, Cs) и щелочноземельные (Mg, Ca, Ba, Sr) металлы. Кроме того практически нерастворимыми являются Ag, Cd и Bi.

К числу металлов, имеющих неограниченную растворимость в железе, относятся Mn, Ni, Co, Cu, Al, Sb, Ce и все редкоземельные металлы.

Ограниченной растворимостью в железе обладают Cr, V, Mo, W, Ti, Zr, Pb, Sn, Pt и др. Но при высоких температурах все металлы этой группы, кроме Pb и Sn, растворяются в расплавах железа в неограниченных количествах.

особенности расшифровки марки, физические характеристики металла

Среди большого количества физических свойств металлов отметим температуру плавления. Этот показатель учитывается при изготовлении самых различных изделий, к примеру, ножа или подшипников. Самой востребованной сталью для изготовления медицинских скальпелей, ножей, пружин и других предметов считается сталь 40х13. Она обладает всеми необходимыми свойствами и характеристиками.

Температура плавления металла

Сталь 40×13 относится к хромистым нержавеющим металлам. Ее основные эксплуатационные свойства определены особым химическим составом. Температура плавления – физическая характеристика, которая определяет температуру перехода металла из твердого состояния в жидкое. При изменении аморфного состояния материал практически не меняет свой объем, то есть на процесс перестроения кристаллической решетки атмосферное давление не оказывает влияние.

Рассматриваемый физический показатель во много зависит от химического состава. Некоторые элементы могут понижать или повышать температуру плавления. Сталь 40х13 (ГОСТ также определяет незначительную концентрацию примесей, не отраженных в маркировке) имеет довольно высокую концентрацию легирующих элементов, которые обеспечивают высокую коррозионную стойкость. Расшифровка марки проводится следующим образом:

• Довольно высокая концентрация углерода (от 0,36 до 0,45%) определяет высокую твердость поверхности.
• Антикоррозионные качества обеспечиваются концентрацией хрома в пределе 12—14%.
• В составе есть не более одного процента марганца и кремния, а также некоторые вредные примеси.

Сталь 40х13, характеристики которой определили применение в самых различных областях промышленности, может эксплуатироваться при температуре до 500 градусов Цельсия. Кроме этого, 40х13, термообработка этой марки позволяет повысить основные качества, относится к классу среднеплавких материалов.

Классификация сталей

Температура плавления металлов может варьировать в довольно большом диапазоне. Для плавки некоторых требуется специальное оборудование, другие можно преобразовать в жидкообразную субстанцию при применении обычной печи. Классификация стали по температуре плавления следующая:

1. Легкоплавкие – температура плавления доходит до 600 градусов Цельсия. В эту группу можно отнести олово, цинк или висмут. Подобные материалы можно без особого труда расплавить без применения специального оборудования.
2. Среднеплавкие – изменение состояния материала происходит при температуре от 600 до 1600 градусов Цельсия. В данную группу относится медь, олово, алюминий или железо. Эта группа получила наибольшее распространение. В нее можно включить также некоторые нержавейки, к примеру, 40х или другие сплавы с небольшой концентрацией хрома, а также конструкционная сталь 55 или аналоги.
3. Тугоплавкие – смена состояния происходит при более 1600 градусов Цельсия. Как правило, в эту группу входят металлы, которые имеют в составе примеси хрома, вольфрама или титана в большой концентрации. Примером можно назвать маркировку х40 или х30сrх13, 4х13. В состав металлов добавляется большое количество хрома для его защиты от воздействия повышенной влажности или некоторых химических веществ. Именно поэтому нержавейки, обладающие высокими антикоррозионными свойствами, имеют высокой тугоплавкостью. В эту группу можно отнести металлы, называемые медицинскими.

Интересным моментом назовем то, что единственным металлом, который находится в жидком состоянии при обычной температуре окружающей среды, является ртуть. Это связано с тем, что она превращается в жидкость уже при температуре -39 градусов Цельсия.

Область применения

Температура плавления во много определяет то, при каком нагреве металл начинает терять свои основные свойства: твердость (hrc), пластичность и другие. Сталь 40 х, характеристики которой можно встретить во многих методических описаниях, уже при нагреве до 350 градусов Цельсия начинает становиться более пластичной. Это не позволяет использовать этот металл, 13х или другие аналоги при создании изделий, которые эксплуатируются в сложных условиях.

Довольно большое распространение в последнее время получили металлы, которые получили маркировку aisi. Эти материалы являются улучшенными версиями обычных нержавеек: большая устойчивость к коррозии, твердость и другие качества. За счет проведения термической обработки изменяется структура материала.

Сегодня производится просто огромное количество различных металлов и сплавов, которые обладают уникальными эксплуатационными качествами. Примером можно назвать металлы s290 и хв6. Как правило, область применения ограничивается стоимостью производства материала, так как для изготовления неответственных деталей никто не использует дорогой металл. К примеру, s290 можно использовать для изготовления ножа, но сплав существенно повысит конечную стоимость изделия.

Отзывы о стали

Марка 40х13 обладает хорошими качествами, использовал в виде листового металла для обшивки рабочей части станка по дереву

Виктор

Ковкость 40х13 очень низкая, в домашних условиях этот материал не обработать

Михаил

Сталь 40х13 очень хороша тем, что даже после длительной эксплуатации на поверхности не появилась коррозия

Алексей

Температура — плавление — сталь

Температура — плавление — сталь

Cтраница 1

Температура плавления сталей — 1300 — 1400 С, температура плавления медноникелевого сплава ( Си — 90 %, Ni — 10 %) — 1150 С. Увеличение никеля в сплаве более 10 % делает затруднительным проведение спекания и пропитку твердого сплава в стальной заготовке.  [1]

Температура плавления стали в зависимости от химического состава колеблется в пределах 1420 — 1525 С; температура разливки стали в литейные формы должна быть выше на 100 град для толстостенных отливок и на 150 град для тонкостенных отливок.  [2]

Температура плавления стали и чугуна зависит от содержания углерода.  [3]

Температура плавления стали в зависимости от химического состава колеблется в пределах 1420 — 1525 С; температура разливки стали в литейные формы должна быть выше на 100 град для толстостенных отливок и на 150 град для тонкостенных отливок.  [4]

С повышением содержания углерода температура плавления стали понижается; при содержании углерода 0 7 % и выше кислородная резка стали затрудняется. Кроме того, при содержании углерода свыше 0 3 % обработанная поверхность заметно увеличивает свою твердость по сравнению с первоначальной. Это явление поверхностной закалки выражается тем резче, чем выше содержание углерода и скорость охлаждения изделия после резки. При содержании углерода свыше 0 7 % в случае резки без предварительного подогрева изделия необходимо более мощное подогревающее пламя для нагрева стали до температуры, при которой она может гореть в кислороде.  [5]

С повышением содержания углерода температура плавления стали понижается; при содержании углерода 0 7 % и выше кислородная резка стали затрудняется. Кроме того, при содержании углерода свыше 0 3 % обработанная поверхность заметно увеличивает свою твердость по сравнению с первоначальной. Это явление поверхностной закалки выражается тем резче, чем выше содержание углерода и скорость охлаждения изделия после резки. При содержании углерода свыше 0 7 % в случае резки без предварительного подогрева изделия необходимо более мощцое подогревающее пламя для нагрева стали до температуры, при которой она может гореть в кислороде.  [6]

С повышением содержания углерода понижается температура плавления стали, и ее легко можно пережечь, учитывая высокую температуру зоны нагрева при газовой сварке.  [7]

С повышением содержания углерода понижается температура плавления стали, и ее легко можно пережечь, учитывая высокую температуру зоны нагрева при газовой сварке.  [8]

Очистить стремительный поток сжатых и раскаленных до температуры плавления стали газов от частиц, имеющих размеры 15 — 30 микрон, нелегкое дело.  [9]

Неметаллические включения делятся на тугоплавкие; плавящиеся при температуре плавления стали; обладающие низкой температурой плавления; выделяющиеся из расплава на последней стадии кристаллизации.  [10]

Флюс обладает высокой жидкотекучестью и малой вязкостью при температуре плавления стали. Вследствие высокого содержания закиси марганца этот флюс можно применять при сварке низкоуглеродистых сталей стандартной низкоуглеродистой электродной проволокой; при этом швы получаются высокого качества. Флюс ОСЦ-45 менее чувствителен, чем другие плавленые флюсы, к отклонениям в химическом составе основного металла, электродной проволоки и самого флюса, а также к ржавчине, содержащейся на поверхности основного металла, что практически очень ценно.  [11]

Оплавление происходит в результате общего или местного нагрева выше температуры плавления стали.  [12]

Литые сплавы сравнительно легкоплавки, температура их плавления несколько ниже температуры плавления сталей и составляет около 1300 — 1350 С. Выпускаются они обычно в виде литых прутков или стержней длиной 300 — 400 мм, диаметром 5 — 8 мм. Сплавы обладают высокой износоустойчивостью, сохраняющейся до температур 600 — 700 С — начала красного каления.  [13]

В период доводки металл перегревают примерно на 100 С выше температуры плавления стали, чтобы обеспечить нормальную разливку. Нагрев металла затрудняется из-за наличия шлака; он может быть ускорен перемешиванием металла. Для этого в период доводки в стали стараются иметь углерода больше ( на 0 6 — 0 7 %), чем предусматривается для готового металла. Углерод окисляется по реакции С О. СО f и выделяющиеся пузырьки газа СО активно перемешивают ванну.  [14]

Страницы:      1    2    3    4

Сталь 20, сталь 09Г2С, сталь 12Х18Н10Т

Характеристики материала сталь 20, фланцы сталь 20.

 Самая распространенная марка стали для производства фланцев и фланцевых соединений, сталь конструкционная углеродистая качественная получил самое широкое распространение в производстве трубопроводной арматуры, водо, газо, нефте оборудовании. Фланцы из стали 20 применяются в котлостроении и других элементах тепло газо и нефтеснабжения, работающих при температурах до + 350 С. Ниже мы приводим основные физические, химические, технологические свойства стали 20, применяемой, как основной материал производства стальных фланцев из стали 20.

Марка стали:	20
Заменитель       стали:	15, 25
Классификация стали:	Сталь конструкционная углеродистая качественная
Применение стали:	трубы перегревателей, коллекторов и трубопроводов котлов высокого давления, листы для штампованных деталей, цементуемые детали для длительной и весьма длительной службы при температурах до 350 град.

 Химический состав в % материала сталь 20
ГОСТ 1050 — 88

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	As
0.17-0.24	0.17-0.37	0.35-0.65	до 0.25	до 0.04	до 0.04	до 0.25	до 0.25	до 0.08

Температура критических точек материала сталь 20.

Ac1 = 724 , Ac3(Acm) = 845 , Ar3(Arcm) = 815 , Ar1 = 682

Механические свойства (характеристики) при Т=20oС материала сталь 20.

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
—	мм	—	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	—
Прокат горячекатан.	до 80		420	250	25	55		Нормализация
Пруток		Прод.	480	270	30	62	1450	Отжиг 880 — 900oC,
Пруток		Прод.	510	320	30.7	67	1000	Нормализация 880 — 920oC,

 

Твердость материала сталь 20 после отжига,	HB 10 -1 = 163 МПа
Твердость материала сталь 20 калиброванного нагартованного,	HB 10 -1 = 207 МПа
Твердость материала сталь 20 , Трубы горячедеформир. ГОСТ 550-75	HB 10 -1 = 156 МПа

Физические свойства (характеристики) материала сталь 20 .

T	E 10- 5	a 10 6	l	r	C	R 10 9
Град	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м3	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	2.13		52	7859
100	2.03	11.6	50.6	7834	486	219
200	1.99	12.6	48.6	7803	498	292
300	1.9	13.1	46.2	7770	514	381
400	1.82	13.6	42.8	7736	533	487
500	1.72	14.1	39.1	7699	555	601
600	1.6	14.6	35.8	7659	584	758
700		14.8	32	7617	636	925
800		12.9		7624	703	1094
900				7600	703	1135
1000					695
Т	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м3	Дж/(кг·град)	Ом·м

Технологические свойства (характеристики) материала сталь 20 .

Свариваемость:	без ограничений.
Флокеночувствительность:	не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости:	не склонна.

Литейно-технологические свойства материала сталь 20 .

Температура плавления, °C:	1.1 — 2.2
Температура горячей обработки,°C:	3.3 — 4.4
Температура отжига, °C:	5.5 — 66

Обозначения:

Механические свойства материала сталь 20:
sв — Предел кратковременной прочности , [МПа]
sT — Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5 — Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y — Относительное сужение , [ % ]
KCU — Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB — Твердость по Бринеллю , [МПа]
Физические свойства материала сталь 20:
T — Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E — Модуль упругости первого рода , [МПа]
a — Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ) , [1/Град]
l — Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r — Плотность материала , [кг/м3]
C — Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o — T ), [Дж/(кг·град)]
R — Удельное электросопротивление, [Ом·м]
Свариваемость материала сталь 20:
без ограничений — сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая — сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая — для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки — отжиг

Аналоги стали 20 в классификациях зарубежных сталей

Россия (ГОСТ)	Евронормы (EN)	Германия (DIN)	США (AISI)	Китай (GB)
20	1.1151	1.0402	1020	20

Какова точка плавления нержавеющей стали?

Сталь

известна своей невероятной стойкостью к различным стрессовым факторам. Сталь по стойкости к ударам, пределу прочности и жаропрочности намного превосходит пластичные полимеры. Сплавы нержавеющей стали представляют собой дальнейшее усовершенствование, которое обеспечивает повышенную стойкость к различным едким и коррозионным химическим веществам.

Однако насколько прочна нержавеющая сталь в сочетании с другими металлами? Как температура плавления нержавеющей стали сравнивается с температурами плавления других металлов? Это частый вопрос от компаний, которые хотят заказать корзину или лоток из нержавеющей стали для высокоинтенсивных работ.

В частности, многие компании, занимающиеся термообработкой, отжигом или стерилизацией, задаются вопросом: «Какова температура плавления нержавеющей стали?» потому что они должны использовать сталь для высокотемпературных процессов.

Сколько тепла

может выдержать нержавеющая сталь перед плавлением?

Это правильный вопрос, но на него трудно ответить, не спросив сначала: «О каком сплаве нержавеющей стали мы говорим?»

Существует бесчисленное множество различных составов нержавеющей стали, от аустенитных нержавеющих сталей (например, 304, 316 и 317) до ферритных нержавеющих сталей (таких как 430 и 434), а также мартенситных нержавеющих сталей (410 и 420).Кроме того, многие нержавеющие стали имеют варианты с низким содержанием углерода. Проблема с попыткой сделать общее заявление о температуре плавления нержавеющей стали состоит в том, что все эти сплавы имеют разные температурные допуски и точки плавления.

Вот список различных сплавов нержавеющей стали и температур, при которых они плавятся (данные основаны на цифрах из BSSA):

• Марка 304. 1400-1450 ° C (2552-2642 ° F)
• Класс 316. 1375-1400 ° C (2507-2552 ° F)
• Оценка 430.1425-1510 ° С (2597-2750 ° F)
• Класс 434. 1426-1510 ° C (2600-2750 ° F)
• Класс 420. 1450-1510 ° C (2642-2750 ° F)
• Класс 410. 1480-1530 ° C (2696-2786 ° F)

Вы могли заметить, что каждая из этих точек плавления выражается в виде диапазона, а не абсолютного числа

.

Это связано с тем, что даже в конкретном сплаве нержавеющей стали все еще существует возможность небольших изменений в составе, которые могут повлиять на температуру плавления. Это лишь некоторые из наиболее распространенных сплавов нержавеющей стали на рынке.Существует еще много разновидностей нержавеющей стали, которые можно использовать в различных областях, — слишком много, чтобы охватить их все здесь.

Хотя это температуры плавления этих сплавов нержавеющей стали, рекомендуемые максимальные температуры использования этих сплавов, как правило, намного ниже.

Узнайте больше о характеристиках стали и других сплавов при высоких температурах здесь!

Температура плавления других металлов

Важно знать свойства других металлов и их сравнение со средней температурой плавления нержавеющей стали.Ниже представлена ​​диаграмма, отображающая температуры плавления популярных промышленных сплавов и металлов.

Металл	Точка плавления по Цельсию (℃)	Температура плавления по Фаренгейту (℉)
Адмиралтейство Латунь	900–940	1650–1720
Алюминий	660	1220
Алюминиевый сплав	463–671	865–1240
Алюминиевая бронза	600–655	1190–1215
Бэббит	249	480
Бериллий	1285	2345
Бериллиевая медь	865–955	1587–1750
висмут	271.4	520,5
Латунь, красный	1000	1832
Латунь, желтый	930	1710
Кадмий	321	610
Хром	1860	3380
Кобальт	1495	2723
Медь	1084	1983
Золото, 24k Pure	1063	1945
Хастеллой C	1320–1350	2410–2460
Инконель	1390–1425	2540–2600
Инколой	1390–1425	2540–2600
Кованое железо	1482–1593	2700–2900
Чугун, серое литье	1127–1204	2060–2200
Чугун, высокопрочный	1149	2100
Свинец	327.5	621
Магний	650	1200
Магниевый сплав	349–649	660–1200
Марганец	1244	2271
Марганцевая бронза	865–890	1590–1630
Меркурий	-38.86	-37,95
Молибден	2620	4750
Монель	1300–1350	2370–2460
Никель	1453	2647
Ниобий (Колумбий)	2470	4473
Палладий	1555	2831
фосфор	44	111
Платина	1770	3220
Красная латунь	990–1025	1810–1880
Рений	3186	5767
Родий	1965	3569
Селен	217	423
Кремний	1411	2572
Серебро, чистое	961	1761
Серебро, Стерлинговое	893	1640
Углеродистая сталь	1425–1540	2600–2800
Нержавеющая сталь	1510	2750
Тантал	2980	5400
Торий	1750	3180
Олово	232	449.4
Титан	1670	3040
Вольфрам	3400	6150
Желтая латунь	905–932	1660–1710
Цинк	419,5	787

Почему точки плавления металлов не должны быть вашей единственной проблемой температуры

При экстремально высоких температурах многие материалы начинают терять прочность на разрыв.Сталь не исключение. Даже до того, как будет достигнута точка плавления нержавеющей стали, сам металл становится менее жестким и более подверженным изгибу при нагревании.

Например, допустим, сплав нержавеющей стали сохраняет 100% своей структурной целостности при 870 ° C (1679 ° F), но при 1000 ° C (1832 ° F) он теряет 50% своей прочности на разрыв. Если бы максимальная нагрузка корзины, изготовленной из этого сплава, составляла 100 фунтов, тогда корзина могла бы выдержать только 50 фунтов веса после воздействия более высокой температуры.Еще больше веса, и корзина может потерять форму под нагрузкой.

Кроме того, воздействие высоких температур может иметь другие эффекты, кроме того, что нержавеющая сталь легче сгибается или ломается. Высокие температуры могут повлиять на защитный оксидный слой, который предохраняет нержавеющую сталь от ржавчины, делая ее более подверженной коррозии в будущем.

В некоторых случаях экстремальные температуры могут вызвать образование накипи на поверхности металла. Это может повлиять на производительность корзины для обработки деталей или другой нестандартной формы проволоки.Или высокие температуры могут привести к тепловому расширению металла в проволочной корзине, изготовленной по индивидуальному заказу, что приведет к расшатыванию сварных соединений.

Таким образом, даже если ваш конкретный процесс не может точно достичь точки плавления нержавеющей стали, высокие температуры все равно могут нанести ущерб другим способом.

Также важно сравнить точки плавления стальных сплавов с температурами плавления других металлов, чтобы увидеть, что лучше всего соответствует вашим потребностям. На создание качественной корзины влияет множество факторов, и решение, какой металл использовать, является важным вопросом, который зависит от задачи корзины и окружающей среды.

Вот почему команда инженеров Marlin Steel проводит анализ методом конечных элементов для каждой конструкции корзины. Проверяя влияние высоких температур на конструкцию, команда инженеров может выявить потенциальные проблемы, такие как масштабирование, и протестировать альтернативные материалы, которые могут предотвратить такие проблемы, которые могут сделать конструкцию недействительной.

Получите больше информации о свойствах нержавеющей стали, загрузив лист свойств нержавеющей стали сегодня!

Сроки плавления 1000 кг чугуна в индукционной печи

12 ноября 2013 г., Чарли Парсана,

Потребляемая мощность при стандартном соотношении кВт / кг для чугуна (слиток) составляет 560 кВтч / тонну.Означает, что для одной тонны чугуна (слитков) требуется 560 кВт в час (кВтч). Это число варьируется от металла к металлу. Это число также зависит от типа физического заряда. Это число другое, если физический заряд является ломом. Расход электроэнергии на плавку литого лома 575 кВтч / тн.

Время, необходимое для плавки 1000 кг (1 тонны) чугуна, зависит от использования потребляемой мощности от блока питания. Если мощность источника питания составляет 500 кВт, и вы работаете с ним на полной мощности, это означает 500 кВт, то время плавления можно рассчитать по приведенному ниже уравнению.

Предположим, что заряд — это чугунный слиток. Таким образом, потребляемая мощность составит 560кВтч / тонну

.

500 кВт x время (т) 560 кВт x 1 час
______________ = ___________________
1 тонна 1 тонна

Чтобы найти время, решите приведенное выше уравнение для времени (t).
Время (t) = (560 кВт x 1 час) / (1 тонна x 500 кВт)

Время (t) = (560 кВт x 1 час) / 500 кВт

Время (t) = 1,12 часа

Время (t) = 1.12 часов x 60 минут = 67,2 минуты = прибл. 68 минут

Следовательно, для плавки 1000 кг чугуна при 500 кВт требуется 68 минут.

Если мощность источника питания составляет 700 кВт, и вы используете полную мощность (700 кВт), то необходимое время плавления можно определить с помощью следующего метода.

700 кВт x время (т) 560 кВт x 1 час
______________ = ___________________
1 тонна 1 тонна

Чтобы найти время, решите приведенное выше уравнение для времени (t).
Время (t) = (560 кВт x 1 час x 1 тонна) / (1 тонна x 700 кВт)
Время (t) = (560 кВт x 1 час) / 700 кВт

Время (t) = 0,8 часа

Время (t) = 0,8 часа x 60 минут = 48 минут

Следовательно, для плавки 1000 кг чугуна при 700 кВт требуется 48 минут.

Потребляемая мощность также зависит от изготовления печи. Ниже приведена потребляемая мощность электропечи для различных металлов.

Для плавки чугуна требуется 550-575 кВтч / тонну
Для плавки SG-чугуна требуется 550-600 кВтч / тонну
Для плавки MS / SS требуется 600-650 кВтч / тонну
Для плавления легкого алюминиевого лома 600-625 кВтч / тонну требуется Для плавки твердого алюминиевого лома 500-575 кВтч / тонна требуется Для плавки стали 625 кВтч / тонна требуется

сталь | Состав, свойства, типы, марки и факты

Основной металл: железо

Основным компонентом стали является железо, металл, который в чистом виде не намного тверже меди.За исключением крайних случаев, железо в твердом состоянии, как и все другие металлы, является поликристаллическим, то есть состоит из множества кристаллов, которые соединяются друг с другом на своих границах. Кристалл — это упорядоченное расположение атомов, которое лучше всего можно представить в виде соприкасающихся друг с другом сфер. Они упорядочены в плоскостях, называемых решетками, которые определенным образом пронизывают друг друга. Для железа структуру решетки лучше всего представить единичным кубом с восемью атомами железа в углах. Для уникальности стали важна аллотропия железа, то есть его существование в двух кристаллических формах.В объемно-центрированном кубе (ОЦК) в центре каждого куба находится дополнительный атом железа. В расположении гранецентрированного куба (ГЦК) есть один дополнительный атом железа в центре каждой из шести граней единичного куба. Важно отметить, что стороны гранецентрированного куба или расстояния между соседними решетками в ГЦК-конфигурации примерно на 25 процентов больше, чем в ОЦК-схеме; это означает, что в структуре fcc больше места, чем в структуре bcc, для хранения посторонних ( i.е., легирование 900 · 10) атомов в твердом растворе.

Аллотропия ОЦК железа ниже 912 ° C (1674 ° F) и от 1394 ° C (2541 ° F) до точки плавления 1538 ° C (2800 ° F). Называемое ферритом, железо в его ОЦК-образовании также называется альфа-железом в более низком температурном диапазоне и дельта-железом в более высокотемпературной зоне. Между 912 ° и 1394 ° C железо находится в порядке ГЦК, которое называется аустенитом или гамма-железом. Аллотропное поведение железа сохраняется, за некоторыми исключениями, в стали, даже когда сплав содержит значительные количества других элементов.

Существует также термин бета-железо, который относится не к механическим свойствам, а к сильным магнитным характеристикам железа. При температуре ниже 770 ° C (1420 ° F) железо является ферромагнитным; температуру, выше которой он теряет это свойство, часто называют точкой Кюри.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

В чистом виде железо мягкое и обычно не используется в качестве конструкционного материала; основной метод его упрочнения и превращения в сталь — добавление небольшого количества углерода.В твердой стали углерод обычно присутствует в двух формах. Либо он находится в твердом растворе в аустените и феррите, либо находится в виде карбида. Форма карбида может быть карбидом железа (Fe ₃ C, известный как цементит) или карбидом легирующего элемента, такого как титан. (С другой стороны, в сером чугуне углерод проявляется в виде чешуек или кластеров графита из-за присутствия кремния, который подавляет образование карбидов.)

Влияние углерода лучше всего иллюстрируется диаграммой равновесия железо-углерод.Линия A-B-C представляет точки ликвидуса (, т.е. — температуры, при которых расплавленное железо начинает затвердевать), а линия H-J-E-C представляет точки солидуса (при которых затвердевание завершается). Линия A-B-C указывает на то, что температуры затвердевания снижаются по мере увеличения содержания углерода в расплаве железа. (Это объясняет, почему серый чугун, содержащий более 2 процентов углерода, обрабатывается при гораздо более низких температурах, чем сталь.) Расплавленная сталь, например, с содержанием углерода 0.77 процентов (показано вертикальной пунктирной линией на рисунке) начинают затвердевать при температуре около 1475 ° C (2660 ° F) и полностью затвердевают при температуре около 1400 ° C (2550 ° F). С этого момента все кристаллы железа находятся в аустенитном — , т. Е. гцк — расположении и содержат весь углерод в твердом растворе. При дальнейшем охлаждении происходит резкое изменение примерно при 727 ° C (1341 ° F), когда кристаллы аустенита превращаются в тонкую пластинчатую структуру, состоящую из чередующихся пластинок феррита и карбида железа.Эта микроструктура называется перлитом, а изменение называется эвтектоидным превращением. Перлит имеет твердость алмазной пирамиды (DPH) приблизительно 200 килограммов-сил на квадратный миллиметр (285 000 фунтов на квадратный дюйм) по сравнению с DPH 70 килограммов-сил на квадратный миллиметр для чистого железа. Охлаждение стали с более низким содержанием углерода (, например, 0,25 процента) приводит к получению микроструктуры, содержащей около 50 процентов перлита и 50 процентов феррита; он мягче, чем перлит, с DPH около 130.Сталь с содержанием углерода более 0,77%, например 1,05%, содержит в своей микроструктуре перлит и цементит; он тверже перлита и может иметь DPH 250.

Диаграмма равновесия железо-углерод.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Характеристики плавления стального лома с различным содержанием углерода в жидкой стали, производство чугуна и стали

РЕФЕРАТ

Эксперименты с индукционной печью на 10 кг были проведены для изучения поведения окисления и обезуглероживания, а также характеристик плавления стальных прутков с различным содержанием углерода.Кроме того, изучалась скорость плавления стальных прутков в ванне расплава с различным содержанием углерода и интенсивностью перемешивания. При одинаковых условиях нагрева высокоуглеродистая подшипниковая сталь GCr15 легче окисляется, чем сталь 20 #, из-за более высокого содержания углерода, в то время как декарбонизация происходит наоборот. Скорость плавления подшипниковой стали GCr15 выше, чем у стали 20 #, из-за более высокого содержания углерода и более низкой температуры плавления. И скорость плавления стального стержня в условиях окисления немного выше, чем у неокисленного стального стержня.Было также обнаружено, что увеличение содержания углерода и интенсивности перемешивания расплавленного металла способствует ускорению плавления стального стержня.

中文 翻译 ：

---

液态 钢 中 不同 碳 含量 的 废钢 的 熔融 特性

摘要

进行 了 10 kg 炉 实验 ， 研究 了 的 钢筋 的 氧化 脱碳 行为 和 熔融 特性 了 碳 实验相同 的 加热 条件 下 ， 高碳 GCr15 轴承 钢 由于 碳 含量 较高 ， 因此 比 20 钢 更 容易 被 的 而 脱碳 GCr15 轴承 钢 熔点较高 且 熔点 较低。 并且 ， 在 氧化 条件 下 ， 钢筋 的 熔点 比 未 氧化 的 钢筋 的 熔点 高。

Металлы с высокой температурой плавления

Точка плавления вещества — это температура, при которой оно переходит из твердого состояния в жидкое.Металлы обладают высокой температурой плавления, поскольку они существуют в твердой кристаллической форме. Металлы с высокой температурой плавления имеют сильные межмолекулярные силы между атомами. Силы электростатического притяжения между ионами металлов и свободными электронами создают прочные металлические связи с более прочными связями, что приводит к более высоким температурам плавления.

Огнеупорные металлы

Есть два принятых определения тугоплавких металлов. Один утверждает, что металл должен иметь температуру плавления выше 2200 ° C, а другой утверждает, что все металлы с температурой плавления выше 1850 ° C считаются тугоплавкими металлами.В более широком смысле следующие 14 металлов классифицируются как тугоплавкие.

Металл	Точка плавления	Приложения
Вольфрам (Вт)	3420 ° С	Лампы накаливания, электроды сварочные, нагревательные элементы для печей
Рений (Re)	3180 ° С	Детали реактивных двигателей, легирование, нити для печей, рентгеновские аппараты
Тантал (Ta)	2966 ° С	Лопатки турбин двигателей, медицинские приборы, военные, полупроводники
Молибден (Мо)	2620 ° С	Покрытия, солнечные элементы, инструментальная и быстрорежущая сталь
Ниобий (Nb)	2468 ° С	Сверхпроводники, легирование стали, инструментальные стали, натриевые лампы
Хром (Cr)	1907 ° С	Легирование, покрытие, катализатор
Гафний (Hf)	2227 ° С	Управляющие стержни ядерных реакторов, легирование, микропроцессоры
Иридий (Ir)	2454 ° С	Отвердитель, легирование (особенно осмием), наконечники ручки, подшипники компаса
Осмий (Os)	3050 ° С	Легирование, иглы, наконечники ручек
Родий (Rh)	1960 ° С	Легирование, катализатор, украшения
Рутений (Ру)	2310 ° С	Солнечные элементы, легированные (особенно платиной и палладием), ювелирные изделия
Титан (Ti)	1668 ° С	Легирование, самолеты, корабли, гребные валы, теплообменники
Ванадий (В)	1910 ° С	Легирование (особенно сталью и титаном)
Цирконий (Zr)	1855 ° С	Реакторы ядерные, магниты (легированные ниобием), химическая промышленность

Тугоплавкие металлы имеют узкоспециализированное применение, например, в осветительных приборах, инструментах, смазочных материалах и стержнях ядерной реакции.Их нельзя формовать, их можно обрабатывать только методом порошковой металлургии.

Лютеций, Лоуренсий и Протактиний также имеют высокие температуры плавления. Но они очень радиоактивны или имеют очень ограниченное применение и обычно не используются.

Для сравнения: температура плавления стали обычно находится в диапазоне 1370-1510 ° C (в зависимости от конкретного сплава). Сталь, конечно, не тугоплавкий металл, а сплав на основе железа, который иногда легируют тугоплавкими металлами, указанными выше.

Другие распространенные металлы с высокой температурой плавления

Следующие четыре металла являются наиболее часто используемыми металлами с высокими температурами плавления, но ниже 1850 ° C, и как таковые не считаются тугоплавкими металлами:

Палладий (Pd)

Палладий — блестящий серебристо-белый металл, плавящийся при 1555 ° C и имеющий плотность 12,02 г / см. ³ . Металл очень устойчив к коррозии на воздухе, но может потускнеть на влажном воздухе, содержащем серу. Он не имеет биологической роли и не токсичен.

Металл образуется как побочный продукт при переработке медных и никелевых руд. Он чрезвычайно пластичен и легко превращается в тонкий лист, используемый в декоративных целях или в качестве украшений.

Чаще всего используется при производстве автомобильных каталитических нейтрализаторов. Он также широко используется для обесцвечивания золота при изготовлении украшений из белого золота. Другие популярные применения включают стоматологию, керамические конденсаторы, изготовление электрических контактов и хирургических инструментов.

Скандий (Sc)

Скандий — серебристо-белый металл, плавящийся при 1541 ° C и имеющий плотность 3,0 г / см. ³ . Это мягкий металл, который медленно меняет цвет на желтоватый или розоватый под воздействием воздуха из-за образования оксида скандия (Sc ₂ O ₃ ) на поверхности. Его биологическая роль неизвестна, но предполагается, что он является канцерогеном.

Скандий — главный элемент торвейтита, очень собираемого минерала, обнаруженного в Скандинавии. Скандий считается редкоземельным элементом, поскольку он имеет аналогичные химические свойства с другими редкоземельными элементами и содержится в тех же рудах.

Скандий увеличивает температуру рекристаллизации алюминия до более чем 600 ° C. Это намного выше температурного диапазона термообрабатываемых алюминиевых сплавов. Это мощный легирующий элемент, который значительно улучшает механические и физические характеристики алюминиевого сплава. Эти сплавы набирают популярность в авиационной и транспортной отраслях.

Железо (Fe)

Железо — серебристо-серый металл, плавящийся при 1535 ° C и имеющий плотность 7,87 г / см. ³ .Это пластичный, мягкий металл, который относительно хорошо проводит тепло и электричество. В чистом виде он обладает высокой реакционной способностью и легко окисляется на воздухе с образованием красно-коричневых оксидов железа или ржавчины. Он известен своей биологической ролью и жизненно важен для функционирования живых организмов. Считается нетоксичным.

Железо получают путем плавки / восстановления железной руды (гематита и магнетита) в чушковый чугун, содержащий большое количество углерода и других примесей, в доменных печах при температуре около 2000 ° C с последующим удалением этих примесей.

Железо (вместе с его сплавами) — самый распространенный промышленный металл в мире. Большая часть производимого чугуна используется для производства различных марок стали. Добавление никеля, хрома, ванадия и вольфрама улучшает коррозионную стойкость, а добавление 3-5 мас.% Углерода создает недорогой сплав для труб и других неструктурных применений.

Иттрий (Y)

Иттрий — серебристо-белый металл, плавящийся при 1525 ° C и имеющий плотность 4,47 г / см. ³ . Он в меру мягкий и пластичный.Он не имеет известной биологической роли, но может быть очень токсичным для людей и животных.

Металл получают восстановлением фторида иттрия кальциево-магниевым сплавом в дуговой печи при 1600 ° C, достаточном для плавления иттрия.

Иттрий часто используется в качестве легирующего элемента для повышения прочности алюминиевых и магниевых сплавов. Его оксид используется в качестве добавки к стеклу объектива камеры, чтобы сделать его термостойким и ударопрочным.

Контроль дефектов шлака и накопления нерастворимых материалов в плавильных печах и печах выдержки

При плавке чугуна возникает та же проблема, что и в электропечах и вагранках — окисление расплавленного металла.Окисление вызывается контактом расплавленного железа с атмосферой. В прошлом году на этих страницах мы подробно рассмотрели факторы, способствующие окислению при плавлении EF, и технологии противодействия этому. Купольная плавка сталкивается с более серьезной проблемой: во время цикла плавления образуется гораздо больший объем оксида железа.

При вагранке дутьевой воздух контактирует с опускающимися каплями расплавленного металла, мгновенно образуя покрытия из оксида железа на поверхности капель. Воздействие атмосферного контакта на расплавленный металл значительно выше при вагранке; Этого нельзя избежать, что увеличивает величину потерь от окисления в вагранке по сравнению с плавкой ЭФ.

На протяжении многих лет его сторонники рекламировали плавление EF для лучшего контроля химического состава железа. Эта претензия объясняется меньшими потерями от окисления при плавлении EF.

Купольная плавка была предпочтительна для увеличения объемов производства, но качество металла временами ухудшалось. Проблема качества металла связана с оксидом железа, который образуется во время плавки, но процесс, с помощью которого это происходит, неизвестен большинству вагранок.

Цикл вагранки необходимо изучить, чтобы точно определить, как возникают потери на окисление и как их можно преодолеть.

Описание купольного процесса

Дутьевой воздух поступает в вагранку через фурмы, выходящие в зону плавления. Насыщенный кислородом воздух контактирует с раскаленным коксом, вызывая возгорание и выделяя тепло. При этом насыщенный кислородом воздух контактирует с опускающимися каплями расплавленного металла. Нельзя избежать образования оксида железа на поверхности капель. Если дутьевой воздух содержит молекулы кислорода, необходимые для горения, всегда образуется оксид железа.

Обдувной воздух, насыщенный кислородом, доступен только в ограниченной зоне на мелководье на уровне фурмы.В остальной части купола отсутствуют молекулы кислорода, способные образовывать оксид железа. В этой области, называемой канавками для фурм, температура достигает 5000 ° F, что вызывает частичное испарение всего присутствующего. Расплавленное железо, оксид железа и коксовая зола SiO ₂ испаряются, поднимаются по вагранке в виде газа и снова конденсируются в жидкость над зоной плавления. Этот процесс, идентичный тому, что происходит в доменных печах, распределяет жидкий оксид железа по верхней вагранке. Все ингредиенты вагранки покрыты оксидом железа.Таким образом, при нормальной работе все вагранки загрязняются оксидом железа.

В доменных печах сжигание кокса регулируют, чтобы способствовать образованию больших количеств оксида углерода, который химически восстанавливает оксид железа. Оксид железа — основной ингредиент для плавки в доменных печах.

В куполах оксид железа не должен быть частью металлической шихты, а присутствует только в качестве загрязнителя. Необходимо учитывать тот факт, что оксид железа распределяется по всему верхнему куполу во время нормальной плавки.

Оксид железа был определен как основная причина проблем плавления EF. Это справедливо и для вагранки. Образование оксида железа невозможно остановить при плавлении вагранки, что означает, что необходимо разработать какой-то метод для нейтрализации его присутствия.

Производство оксида железа в каналах канала фурмы и, в конечном итоге, загрязнение всей вагранки невозможно остановить. Но с загрязнением оксидом железа в верхней вагранке можно бороться, регулируя расход кокса. При содержании кокса, превышающем 12%, образуется достаточно монооксида углерода для химического восстановления осажденного из паровой фазы оксида железа в верхней зоне плавления.При содержании кокса менее 12% остается некоторое количество оксида железа, что приводит к окислению кремния на начальных стадиях плавления железа, происходящих в верхней зоне плавления.

Ключ к успеху . Чтобы добиться успеха, операторы вагранки должны понимать, что оксид железа всегда образуется во время нормальных циклов плавки и всегда происходит загрязнение оксидом железа верхней зоны плавления. Потери кремния при окислении могут превышать пятьдесят процентов в худшем случае.

Помимо потерь кремния в верхней зоне плавления, значительное окисление углерода происходит в зоне канала канала фурмы, высокотемпературной зоне вагранки.Эта потеря углерода может превышать один процент углерода, присутствующего в расплавленном чугуне, что очень важно с учетом общих уровней углерода около 3,50% C. Более одной трети углерода, содержащегося в расплавленном чугуне, может быть потеряно в результате окисления.

Важная рабочая точка . Потери углерода на уровне канала качения фурмы не учитывались в большинстве вагранок. Химический состав расплавленного железа при отводе отражает химический состав металла до того, как загрязнение оксидом железа распространится по куполу.Уровни углерода и кремния, присутствующие в этой точке, представляют собой почти истинный химический состав без потерь на окисление. Потери от окисления быстро растут по мере продолжения плавления, при этом потери достигают установившегося состояния через 1,0–1,5 часа после начала плавления.

Вниманию операторов купола

Сравните химию разветвления с химией хода вагранки через один час. Убедитесь сами в уровне потерь от окисления, которые обходятся вашим литейным производственным потерям, намного превышающим все, что вы предполагали ранее.Доля кокса может достигать 6-7% при раскислении в процессе плавки вагранки. Нормальный уровень кокса вагранки составляет 10% -14%.

Впрыск DeOX в фурму мгновенно уменьшает оксид железа, образующийся в дорожках качения фурмы. DeOX не может остановить образование оксида железа, но он мгновенно уменьшает объем оксида после его образования. Оксид железа восстанавливается до инертных побочных продуктов, которые больше не поставляют атомы кислорода в расплавленное железо. Это единственный материал, который позволяет это сделать. Купола необходимо раскислить, и обработка металла DeOX — единственный метод для этого.

Важная новая технология. Потери углерода в результате окисления, всегда происходящие в каналах купола фурмы, останавливаются за счет раскисления, как и испарение оксида железа и его распространение по куполу.

Купольная плавка дает прямые химические результаты при нейтрализации оксида железа. Оксид железа, безусловно, оказывает наибольшее пагубное влияние на работу вагранки, и в прошлом его присутствие не контролировалось из-за невозможности противодействовать ему. Обработка металла DeOX устраняет это ограничение, и теперь вагранка может не содержать загрязнений оксидом железа.

Расход кокса вагранки. Сегодня нормы кокса увеличиваются для увеличения содержания углерода в выплавленном чугуне. Как правило, увеличение количества углерода минимально по сравнению с потерями углерода, происходящими в дорожках качения фурмы.

Потери углерода в дорожках качения превышают один процент, и обычно требуется увеличение количества кокса для повышения уровня углерода на 0,10–0,15% C. Потери углерода в результате окисления, происходящие в дорожках качения, в конечном итоге становятся огромным источником повышения уровня углерода.

Купола эффективно плавят железо при 6% -7.Уровень кокса составляет 5%, что продолжается и сейчас на предприятиях по литью металлов в США. Но как только применяется ограничение плавки, требующее увеличения уровня углерода из кокса, нормы кокса повышаются. Устранение потерь от окисления углерода способствует снижению содержания кокса на 6-7%.

Контроль окисления. Тепло выделяется в вагранке при сгорании кокса, который представляет собой процесс окисления. Успешная работа вагранки позволяет беспрепятственно продолжать горение кокса, но подводит черту к окислению железа.Необходимо противодействовать образованию оксида железа; это не остановить.

Расплавленный чугун при контакте с насыщенным кислородом дутьевым воздухом образует оксид железа на поверхности расплавленного чугуна. Деокисление DeOX удаляет оксидное покрытие, не препятствуя процессу горения кокса.

Технология без атома кислорода. Оксид железа, когда он присутствует в поверхностном шлаке, добавляет свободные атомы кислорода в ванну железа. Эти атомы кислорода распространяются по всей ванне, быстро образуя «оксиды», попадая в ванну с железом.Прекращение подачи атома кислорода — избавление поверхностного шлака, контактирующего с железной ванной, от оксида железа — становится ключом к раскислению.

Ключевые технологии. Оксид железа — единственный значительный источник свободных атомов кислорода в расплавленном железе. Кремний, который окисляется до SiO ₂ , добавляет немного свободных атомов кислорода, но оксид железа гораздо более влиятельный. Как подробно описано в предыдущей серии, посвященной методам плавки EF, контроль оксида железа имеет первостепенное значение для успешной вагранки.Раскисление купола легко достигается за счет химического восстановления оксида железа, который образуется в дорожках качения купола. Обработка металлов DeOX — единственная технология, которая достигла этой цели.

Это первый из серии отчетов, в которых рассматривается конструкция вагранки, практика вагранки и технологические решения вагранки.

Рон Бейерштедт — президент Mastermelt LLC . Свяжитесь с ним по телефону [email protected]

Влияние скорости нагрева и процесса предварительного плавления на температуру плавления и улетучивание фторсодержащего шлака

Влияние процесса предварительного плавления на температуру плавления

Металлургический шлак можно разделить на синтетический шлак и предварительно плавленный шлак в соответствии с различными методами подготовки.Процесс предварительного плавления включает нагрев или предварительное плавление компонентов шлака, так что шлак может быстро плавиться, компоненты могут быть относительно однородными, и можно эффективно избежать фракционного плавления. Теоретически процесс предварительного плавления изменяет только фазы и скорость плавления шлака, но не температуру плавления. Однако необходимо определить, подходит ли метод предварительного плавления для фторсодержащих шлаков и влияет ли он на температуру плавления.

Изменения температуры плавления до и после процесса предварительного плавления для вышеуказанного фторсодержащего шлака и бесфторного шлака определялись на том же оборудовании при скорости нагрева 10 ° C / мин.Результаты представлены на рис. 2 и 3.

Рисунок 2

Испытание температуры плавления синтетического и предварительно расплавленного бесфторного шлака.

Рисунок 3

Испытание температуры плавления синтетических и предварительно расплавленных фторсодержащих шлаков ( Примечание : синтетический шлак был приготовлен с использованием химических реагентов в соответствии с рентгенофлуоресцентным анализом предварительно расплавленного фторсодержащего шлака для обеспечения постоянного состава).

На рис. 2 показано, что разница в температурах плавления для синтетического и предварительно плавленого бесфторного шлака была в пределах 5 ° C, и влияние предварительной обработки плавлением на температуру плавления было незначительным.Для фторсодержащего шлака отклонение температуры плавления синтетического и предварительно плавленого шлака того же состава составляло 70 ° C, как показано на рис. 3. Следовательно, основной фактор, изменивший температуру плавления фторсодержащего шлака, не может быть процессом предплавления.

Характеристики улетучивания синтетических и предварительно расплавленных фторсодержащих шлаков

Температуры плавления синтетических и предварительно расплавленных фторсодержащих шлаков, указанных выше, были измерены при различных скоростях нагрева, и результаты показаны на рис.4.

Рисунок 4

Влияние различных скоростей нагрева на температуру плавления фторсодержащего шлака.

Температура плавления синтетического шлака была явно выше, чем у предварительно плавленого шлака, и отклонение увеличивалось с уменьшением скорости нагрева, что указывало на то, что влияние фракционного плавления и улетучивания на предварительно плавленный шлак было относительно небольшим по сравнению с таковым для синтетического шлака. шлак. Сравнивая тенденции двух кривых, можно сделать вывод, что на температуры плавления обоих шлаков влияет летучесть.

Термический анализатор HCT-III был использован для проведения термогравиметрического (ТГ) анализа синтетических и предварительно расплавленных шлаков с использованием Pt – Rh тигля. Скорость нагрева составляла 10 ° C / мин с газовой защитой Ar при потоке 50 мл / мин. Результаты показаны на Рис. 5.

Рис. 5

Результаты испытаний TG для фторсодержащего шлака.

На рис. 5 показано, что во время теста на определение точки плавления наблюдались различные значения потери веса фторсодержащего шлака. Потеря массы синтетического фторсодержащего шлака составила 8.3% при температуре плавления, в то время как улетучивание предварительно расплавленного шлака было почти незначительным. Следовательно, температура плавления синтетического фторсодержащего шлака была увеличена из-за увеличения потери массы флюса, а отклонение увеличилось с уменьшением скорости нагрева.

Кристаллы и фазы в синтетических и предварительно расплавленных фторсодержащих шлаках после плавления

Для изучения процессов плавления и формирования синтетических и предварительно плавленных фторсодержащих шлаков в трубчатой ​​печи (см. Дополнительный рисунок S3.) был использован для испытания на обжиг, и условия эксперимента полностью соответствовали определению температуры плавления, приведенному выше. Наблюдение за фазой и анализ расплавленных образцов с помощью SEM – EDS были выполнены, как показано на рис. 6.

Рисунок 6

Анализ SEM – EDS расплавленного фторсодержащего шлака: ( a ) поверхность синтетического шлака , ( b ) поверхность предварительно расплавленного шлака, ( c ) внутренняя часть синтетического шлака и ( d ) внутренняя часть предварительно расплавленного шлака.

Из приведенного выше анализа SEM – EDS видно, что основным компонентом поверхности шлака был CaF ₂ , а поверхность синтетического шлака была относительно рыхлой по сравнению с поверхностью предварительно расплавленного шлака. Разница между ними очевидна при сравнении структуры и состава шлакового недр. Кристаллы внутри синтетического шлака в основном представляют собой ромбовидный фторалюминат кальция (3CaO · 3Al ₂ O ₃ · CaF ₂ ). В случае предварительно расплавленного шлака кристаллы представляли собой игольчатые кристаллы куспидина (3CaO · 2SiO ₂ · CaF ₂ ), образовавшиеся в результате вторичной кристаллизации шлака.Следовательно, хотя исходные компоненты двух шлаков были одинаковыми, структуры и фазы в расплавленных фторсодержащих шлаках были совершенно разными, что приводило к различным летучим характеристикам и изменениям состава между синтетическим шлаком и предварительно расплавленным шлаком.

Модель улетучивания фторида

Ввиду приведенных выше результатов улетучивание было существенным фактором, влияющим на температуру плавления фторсодержащего шлака. Поэтому предлагается два фактора, влияющих на процесс улетучивания.Первый — это содержание свободного CaF ₂ в шлаковой системе, которое может существенно способствовать улетучиванию фторсодержащего шлака. В синтетическом шлаке, приготовленном с использованием химических реагентов, было большое количество свободного CaF ₂ , что приводило к значительному улетучиванию, изменению состава и измеренному отклонению температуры плавления. Хотя в предварительно расплавленном шлаке было небольшое количество свободного CaF ₂ , большая часть CaF ₂ находилась в форме фторалюмината кальция или куспидина.Второй — структура шлака. Синтетический фторсодержащий шлак, очевидно, улетучивался из-за рыхлой структуры поверхности, а структура предварительно расплавленного шлака была настолько плотной, что фторид с трудом уходил с поверхности шлака. Кроме того, улетучивание синтетических и предварительно расплавленных фторсодержащих шлаков можно смоделировать на основе макроструктуры и обнаружения летучих (см. Дополнительные рисунки S4 и S5), как показано на рисунке 7.

Рисунок 7

Модель улетучивания фторсодержащих шлак ( a ) Синтетический шлак; ( б ) предварительно плавленый шлак.