Кислородом галогенами

в электропечах мартеновский основной кислородно-конверторный бессемеровский

Бессемеровский металл вследствие повышенного содержания газов в первую очередь азота отличается от мартеновского большей прочностью, но меньшей пластичностью, склонностью к старению, большей загрязненностью неметаллическими включениями. Вследствие того что качество бессемеровского металла невысокое, этот процесс отживает и на смену ему приходит так называемый кислородно-конверторный способ, отличающийся тем, что вместо воздуха используют технически чистый кислород с очень малым загрязнением азотом (продувка обычно производится сверху под углом к зеркалу расплавленного металла). В результате этого содержание азота в металле будет низким. Такой металл называется конверторным, и по свойствам он практически не отличается от мартеновского.

Кислородно-конверторный (основной)

Большое влияние на качество стали имеет способ выплавки. В нефтяной и газовой промышленности используют главным образом мартеновскую основную сталь, обеспечивающую достаточно высокую надежность в эксплуатации при невысокой стоимости. В настоящее время получают все более широкое применение прогрессивные металлургические процессы, придающие стали более высокое качество: электрошлаковый переплав, кислородно-конверторный процесс и др.

В некоторых зарубежных странах в фасон-носталелитейных цехах, выпускающих тяжелые отливки, развивается кислородно-конверторный процесс (LD-процесс). Сущность этого процесса, как известно, заключается в продувке кислородом очень высо-

Кислородно-конверторный процесс 20

в электропечах мартеновский основной кислородно-конверторный бессемеровский

Бессемеровский металл вследствие повышенного содержания газов в первую очередь азота отличается от мартеновского большей прочностью, но меньшей пластичностью, склонностью к старению, большей загрязненностью неметаллическими включениями. Вследствие того что качество бессемеровского металла невысокое, этот процесс отживает и на смену ему приходит так называемый кислородно-конверторный способ, отличающийся тем, что вместо воздуха используют технически чистый кислород с очень малым загрязнением азотом (продувка обычно производится сверху под углом к зеркалу расплавленного металла). В результате этого содержание азота в металле будет низким. Такой металл называется конверторным, и по свойствам он практически не отличается от мартеновского.

Кислородно-конверторный (основной)

В отличие от чугуна сталь содержит меньше углерода и вредных примесей. Потому процесс получения стали состоит в удалении этих элементов. Основные способы получения стали: кислородно-конверторный, мартеновский и в электропечах. Не уступая по качеству мартеновскому способу получения стали, конверторный способ значительно превосходит его по производительности. В конверторах выплавляют сталь для производства автомобильного листа, инструментальную и др. По характеру раскисления мартеновскую сталь подразделяют на кипящую, спокойную и полуспокойную. Кипящая сталь менее плотная и имеет газовые включения. Ее применяют для изготовления неответственных деталей. В спокойной стали газовых включений нет, она плотнее, ее используют для производства коленчатых валов, рессор и т.п. Полуспокойная сталь содержит небольшое количество газов, из нее изготавливают проволоку, мостовые конструкции. Плавка в электропечах является важнейшим способом получения стали высокого качества для производства ответственных деталей машин и инструментов.

а. Конструкция — см. рис. 4.17 (кислородно-конверторный цех, разрез [ИЗ], Сталеплавильный завод 2 в Линце, Австрия).

Барий химически активен, реагирует с кислородом, галогенами, кислотами, щелочами, водой, может воспламеняться на воздухе при ударе. Реагирует он при нагревании с водородом (выше 180 °С) и азотом (выше 270 °С).

Ванадий, ниобий и тантал устойчивы на воздухе при обычной температуре, при повышенной взаимодействуют с кислородом, галогенами, азотом, углеродом, водородом, со щелочами. Ванадий не стоек в соляной, серной, азотной,, плавиковой кислотах и в царской водке. Ниобий и особенно тантал стойки к действию соляной, серной и азотной кислот; танталовые тигли применяют для плавки редкоземельных металлов. Температуры плавления соединений металлов VA подгруппы приведены ниже, °С:

Марганец, технеций и рений при комнатной температуре покрываются оксидной пленкой, защищающей от дальнейшего окисления; при повышенной реагируют с кислородом, галогенами, серой, а марганец и с азотом; оксиды технеция летучи. Химическая активность уменьшается с увеличением азомной массы.

Углерод С (Carboneum). Порядковый номер 6, атомный вес 12,010. Углерод существует в трёх аллотропических формах: две кристаллические — графит и алмаз, третья аморфная — уголь. Рассмотрение угля как аллотропической формы углерода в настоящее время подвергается сомнению. Графит образует хорошо выраженные гексагональные кристаллы, плотность которых 2,5; графит в отличие от алмаза очень мягок и обладает заметной величиной электропроводности. Температура плавления графита выше 3500°. Графит химически инертен и вступает в химические реак- ' ции с кислородом, галогенами и т. д. лишь при повышенной температуре. Алмаз образует кристаллы кубической системы, наиболее твёрдые среди всех кристаллов. Плотность алмаза 3,5; температуры плавления и кипения предполагаются равными соответственно 3500° и 4830°. В химическом отношении алмаз весьма инертен и вступает в реакции с кислородом, галоидами лишь при очень высокой температуре.

ной коре 0,035%. (пл=770° С, tltm = = 1370° С; плотность 2,6. Непосредственно соединяется с кислородом, галогенами, серой, азотом. Взаимодействует с водой с выделением водорода, энергично реагирует с кислотами. С кислородом дает окись стронция SrO, которая образует с водой сильное основание Sr(OH)a. Соли стронция применяются в пиротехнике.

Ртуть Hg (Hydrargyrum). При обычной температуре — жидкий белый металл с серебристым оттенком. Распространенность в земной коре 7.10~"%. tnjl = =—38,87° С, tKltn = 357,25aC; плотность 13,546 (20° С). В природе встречается в виде киновари HgS, реже в самородном состоянии. Металлическая ртуть получается окислительным обжигом ртутных руд или концентратов с конденсацией газов после обжига и последующей перегонкой сырой ртути. Непосредственно соединяется с серой и галогенами; при нагревании с кислородом образует два окисла — закись ртути Hg2O и окись ртути HgO, которым соответствует два ряда солей одновалентной и двухвалентной ртути. В разбавленных соляной и

Бор В (Borum). Элементарный бор получен в виде аморфного бурого порошка или кристаллов с металлическим блеском. Распространенность в земной коре 3.10-*%. /„„ = 2300° С, tKUn = = 2550° С.; плотность кристаллического бора 2,34, аморфного 1,73. В природе встречается только в виде соединений; получается восстановлением окислов. Устойчив по отношению к воздуху, нерастворим в воде, соляной и серной кислотах. Растворяется в щелочах. При нагревании реагирует с кислородом, галогенами, азотом, серой. С металлами при нагревании образует бориды (например, Mg3B2), отличающиеся чрезвычайно большой твердостью и высокой температурой плавления.

Алюминий AI (Aluminium).Серебристо-белый ковкий металл, легко прокатывается в листы и протягивается в проволоку. Распространенность в земной коре 8,8%- <Л, = 660°С, *КИЯ=2060°С; плотность 2,70. В природе встречается в виде соединений (полевые шпаты, каолин,криолит, окись алюминия и др.). Получается электролизом расплавленной окиси алюминия в криолите. На воздухе покрывается пленкой окисла, которая предохраняет металл от дальнейшего разрушения. При нагревании энергично взаимодействует с кислородом, галогенами, серой. Растворяется в щелочах, в соляной, серной и азотной кислотах; сильно разбавленные, а также очень крепкие азотная и серная кислоты на алюминий почти не действуют.

Титан Ti (Titanium). Металл серо-стального цвета. Существует в двух формах: аморфной и кристаллической. Распространенность в земной коре 0,6%. tnjt= =1668° С, /ЖЙЛ=3150°С; плотность 4,53. Встречается только в виде соединений, в рассеянном состоянии. При обычных условиях не реагирует с кислородом и водой. При высоких температурах взаимодействует с кислородом, галогенами, азотом, углеродом. В соединениях обычно бывает четырехвалентным; двуокись титана ТЮ2 и гидрат двуокиси Ti(OH)4 обладают амфотерными свойствами. Растворяется в соляной, серной и азотной кислотах. Применяется для изготовления специальных сталей (присадки ферро-титана), высокоэлектропроводных бронз, сплавов для газотурбинных лопаток и пр.

Цирконий Zr (Zirconium). Металл, обладающий стальным блеском. Распространенность в земной коре 0,02%. tnjl = 1830° С, tKUn = 2900° С; плотность 6,25. В природе встречается в рассеянном состоянии, только в виде соединений. При обычных условиях устойчив по отношению к воде и воздуху. При высоких температурах энергично взаимодействует с кислородом, галогенами, серой, азотом, углеродом. Металлический цирконий растворяется в плавиковой кислоте, царской водке, а также в расплавленных щелочах.

Висмут Bi (Bismuthum). Блестящий красноватый хрупкий металл. Распространенность в земной коре 2-10~6%. tM = 271,3° С, tkaa = 1560° С; плотность 9,8. В природе встречается как в самородном состоянии, так и в виде соединений, главным образом с серой. На воздухе устойчив, не взаимодействует с водой и разбавленной соляной и серной кислотами. Растворяется в разбавленной азотной кислоте (в концентрированной азотной кислоте пассивируется), горячей концентрированной серной кислоте, царской водке. Непосредственно соединяется с галогенами и серой при нагревании с кислородом, образуя окись висмута Bi2O3. Гидрат окиси висмута Bi(OH)3 обладает основными свойствами. Металлический висмут применяется главным образом для приготовления легкоплав-