|
Kinetika.
Kinetik
tenglamalarni faqat cho‗yanni induksion tarzda
suyuqlantirish sharoitlari uchun aniq yechish mumkin. Induksion suyuqlantirishda
massa uzatishga
𝗏
z
, tezlik juda katta ta‘sir qiladi deb faraz qilib, massa uzatish
tenglamasini soddalashtirish mumkin (II bobga q.):
. (3.38)
ni P orqali belgilaymiz. Unda
bo‗ladi.
O‗zgaruvchilarni bo‗lib,
ga ega bo‗lamiz. Tenglamani integrallab,
146
ni hosil qilamiz, bu yerda A
1
— integrallash doimiysi.
Bundan
.
/
.
Bu ifodani integrallab va
— qiymatni o‗rniga qo‗yib
.
/
ga ega bo‗lamiz, bu yerda
deylik, unda
va
∫
bo‗ladi. Bundan
.
/
. (3.39)
Integrallash konstantalarini aniqlaymiz: z = 0 da C= C
ω
, z = h da C= C
k
.
Bu ma‘lumotlar asosida sistema tuzamiz:
.
/
}
(3.40)
(5.40) sistemani yechib, quyidagiga ega bo‗lamiz:
(
)
(
)
;
(
)
. (3.41)
Olingan bog‗lanishlar statsionar rejim, masalan, uzluksiz miksirlash
sharoitlarida massa uzatilishini xarakterlaydi. Lekin real sharoitlarda induksion
pechlardagi massa uzatish nostatsionar rejimda amalga oshiriladi.
Istalgan pech uchun massa uzatishning matematik modeli massa uza- tishning
tuyulma koeffitsiyenti (k
v
) asosida qurilishi mumkin (II bobga q.).
Vagrankalarda cho‗yanni suyuqlantirib olish uchun massa uzatish quyidagi
147
formula bilan ifodalanadi:
,
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
-
bu yerda: ΔM
Fe
— temir kuyindisi, kg;
— temirning cho‗yandagi o‗rtacha
konsentratsiyasi, %; ω — shixtaning solishtirma yuzasi, kg/m
2
; τ — vaqt, s; k
v
—
massa uzatishning tuyulma koeffitsiyenti, kg/m
2
∙ s ∙ %,
( )
, -
,
( )
, -
,
Ω
tom
va ω
tom
— tomchilardagi umumiy va solishtirma yuza. Indekslar va darajalar
quyidagilarni ifodalaydi: sh — shixta; sk — salt kolosha (salt koloshasi bo‗lmagan
vagrankalar uchun sk o‗rnida o‗.q.k. — o‗ta qizdirish kamerasi ko‗rsatiladi), to‗p —
to‗plagich, I Ox — qattiq metallning gaz fazasi bilan oksidlanishi, II Ox — suyuq
metallning gaz fazasi bilan oksidlanishi, III Ox — shlak bilan oksidlanishi, I Red —
koks uglerodi bilan qaytarish, II Red — cho‗yan elementlari bilan qaytarish.
Indekslashdan ko‗rinishicha, model konstruktiv zonalar (shaxta, salt kolosha,
to‗plagich) bo‗yicha quriladi, bu esa cho‗yanni zonalar bo‗yicha aniq kimyoviy
analiz qilish qiyinchiliklari bilan bog‗langan. Shuning uchun i- element
konsentratsiyasining o‗zgarishi ham, shuningdek, bu uchta konstruktiv zonalar
bo‗yicha aniqlanadi:
( )
0
( )
( )
( )
1
, (3.42)
bu yerda
( )
;
( )
( )
0
( )
( )
( )
1
, (3.42)
bu yerda
( )
;
148
( )
( )
( )
{
( )
( )
( )
( )
( )
,
(
)
( )
-
( )
( )
( )
}
, (3.44)
bu yerda
( )
.
Ishlab chiqilgan matematik modelning qollanilishi gaz vagranka- sidagi massa
uzatilishini tajriba ma‘lumotlari va ω ning hisob qiymatlari asosida hisoblab
topishga imkon berdi. Olingan massa uzatish koef- fitsiyentlari ustida o‗tkazilgan
analiz shuni ko‗rsatdiki, qizdirish va suyuqlantirishda shixtada 20—30% uglerod
(jami kuyindidan), 60% ga yaqin Si va 70% Mn kuyadi, bunda marganes bo‗yicha
olingan ma‘lumotlar qarama- qarshi. Olovbardosh nasadkali gaz vagrankasida
uglerodning kuyishi shaxtada to‗la shakllanadi, to‗plagichda esa hatto biroz
«qirmoch» hosil bo‗ladi. Kremniy esa shaxtada aksincha, hech kuymaydi, bu esa
elementlar kuyindisining shakllanishida temperatura maydonining bir jinsli
bo‗lmasligi katta ahamiyatga ega ekanligi to‗g‗risida guvohlik beradi.
Uglerodi bo‗lmagan koloshada C ning ko‗p va Si ning kam kuyishi ekstremal
hodisa hisoblanadi, chunki bunday sharoitlarda fazalar orasidagi yuza olovbardosh
salt koloshasi bo‗lmagan gaz vagrankalariga qaraganda katta bo‗ladi. Salt kolosha
tarkibiga uglerodli materiallarning kiritilishi Si va Mn lar ozgina kuyganda C ning
ko‗p kuyishining oldini olishga imkon beradi.
= 1,1979 kg ekanligi aniqlangan, u avval oksidlanadi, so‗ngra esa
shlakdan qaytarilgan. Fe ning dastlab oksidlanishi, so‗ngra shlakdan ancha aktiv C,
Si va Mn elementlar bilan qaytarilishi unumdorligi 7 t/soat bo‗lgan gaz
vagrankasidan olingan shlakni analiz qilib va ular bo‗yicha
ni hisoblab
tasdiqlangan.
149
Fe uchun olingan tuyulma yig‗ma massa uzatish koeffitsiyentining (
)
qiymatini analiz qilib, quyidagicha xulosalar chiqarish mumkin: olovbardosh
materiallar bo‗lmagan nasadkali gaz vagrankasida temir tashqi o‗ta qizdirish
kamerali vagrankalarga qaraganda 1,5 marta ko‗p kuyadi, bu hol metallni o‗ta
qizdirish uchun yaxshi sharoitlar yaratilganligi bilan bog‗liq. Nasadkaga uglerodli
materiallar kiritilganda
ning qiymati qariyb 100 marotaba kamayadi. Bu C, Si va
Mn larning oksidlanishi hisobiga
, -
dan tashqari nasadka uglerodining
oksidlanishi hisobiga
ning ham mavjudligi to‗g‗risida guvohlik beradi,
ya‘ni bevosita
,
( )
Massa uzatish koeffitsiyentlari ustida olkazilgan analizning ko‗r- satishicha,
ular, asosan, 10
-3
— 10
-2
kg/m ∙ soat ∙ % tartibga ega. Masalan, o‗ta qizdirish vaqtida
barcha elementlarning kuyishi bitta tartibning o‗zi k
v
= (1—4) ∙ 10
-3
kg/m ∙
soat ∙ % bilan xarakterlanadi. Si va C lar bundan mustasnodir, ular uchun
uglerodning nasadkaga kiritilishi bilan ularning kuyish mexanizmi o‗zgaradi,
chunki quyidagi reaksiyalar sodir bo‗ladi:
(SiO
2
) + < 2C > = [Si] + {2CO}, (3.45)
< 2C > → [C], (3.46)
bular esa uglerodli materiallar gaz vagrankasining nasadkasiga kiritilsa, maqsadga
muvofiq bo‗lshligi haqida guvohlik beradi.
Yoy pechidagi massa uzatish haqida bajarilgan hisob shixta tarkibining
elementlarning kuyishiga ta‘sirini aniqlashga imkon berdi. Massa uzatishning
tuyulma koeffitsientlarini topish uchun tuzilgan programmada quyidagi qiymatlar
olingan:
150
;
;
;
;
, -
;
, -
va elementlar kuyishining shixta tarkibidagi cho‗yan qirindisi miqdoriga bog‗liqligi
aniqlangan:
U
Fe
= 0,0524 χ
qir
+ 0,1, U
Si
= 0,5 χ
qir
+ 15,
U
C
=
0,43 χ
qir
+ 12, U
Mn
= 0,75 χ
qir
+ 25.
Shixtadagi qirindi miqdorining ortishi elementlar kuyishini 60% gacha orttiradi:
Fe — 3,243% gacha, C — 38,3% gacha, Si — 46,6% gacha, Mn — 71% gacha. Bu
ma‘lumotlar qirindini yoy pechida qayta suyuqlantirish maqsadga muvofiq emasligi
haqida dalolat beradi. Ayni paytda hisoblar elektr shlak rejimida
,
va
bo‗lishligini ko‗rsatdi. Qirindini yoy va elektr shlak rejimlarida qayta suyuqlantirish
bo‗yicha o‗tkazilgan eksperimentlar hisob ma‘lumotlarini tasdiqladi (3.4- jadval) va
elektr shlak rejimida qayta suyuqlantirish maqsadga muvofiq ekanligini ko‗rsatdi.
3.4- jadval
Do'stlaringiz bilan baham: |
