Восстановление бария и стронция из сульфатов углеродом чугуна

Abstract

Известно, что поведение бария и стронция в жидких железоуглеродистых сплавах требует дополнительного изучения. Эти элементы практически не образуют растворов с железом и достаточно быстро выводятся из расплава. Раскисляющая и десульфурирующая способность сплавов бария и стронция невысока ввиду большой атомной массы этих элементов. Тем не менее известно, что барий и стронций оказывают существенное влияние на свойства расплава, его структуру, количество и форму неметаллических включений. Происходит это, по всей видимости, из-за способности бария и стронция влиять на величину межфазного натяжения в случае попадания на границу фаз. Наиболее доступным видом барий-стронцийсодержащего сырья являются сульфаты щелочноземельных металлов. Так, сульфаты бария-стронция широко используются при получении модификаторов и ферросплавов. При использовании сульфатного сырья для производства барий-стронцийсодержащих сплавов одним из наиболее важных вопросов является поведение серы. В литературе приводятся сведения по термодинамике и кинетике реакций, протекающих при восстановительном обжиге сульфатов кальция, стронция и бария. Приводится также термодинамический анализ реакций в системе MeSO4 – C (Me – Sr, Ba). Спрогнозирована вероятность протекания тех или иных реакций в зависимости от температуры. Целью данной работы было изучение особенностей поведения сульфатов бария и стронция в жидком чугуне. Проведены опытные работы по обработке жидкого чугуна сульфатами бария и стронция в различных условиях. Полученные опытные данные позволяют рассчитать коэффициенты перехода серы из сульфатов в жидкий чугун и проследить корреляцию с термодинамическими данными, полученными для твердофазных процессов. It is known that the behavior of barium and strontium in liquid iron-carbon alloys requires further study. These elements practically do not form solutions with iron and are quickly removed from the melt. The deoxidizing and desulfurizing ability of the alloys of barium and strontium is low Бакин И.В., Михайлов Г.Г., Восстановление бария и стронция Рябчиков И.В. из сульфатов углеродом чугуна Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2018. Т. 18, № 2. С. 14–20 19 because of the large atomic mass of these elements. Nevertheless, it is known that barium and strontium have a significant effect on the properties of the melt, its structure, the number and shape of nonmetallic inclusions. This is, apparently, due to the ability of barium and strontium to affect the magnitude of interfacial tension in the event of contact with the phase boundary. The most accessible type of barium strontium-containing raw materials are alkaline earth metal sulfates. Thus, strontium barium sulfates are widely used in the production of modifiers and ferroalloys. When using sulfate raw materials for the production of barium strontium-containing alloys, one of the most important issues is the behavior of sulfur. In the literature, information is given on the thermodynamics and kinetics of reactions occurring during the re-firing of calcium, strontium and barium sulfates. Thermodynamic analysis of the reactions in the MeS04 – C (Me – Sr, Ba) system is also given. The probability of occurrence of these or those reactions depending on temperature is predicted. The purpose of this work was to study the behavior of sulfates of barium and strontium in liquid iron. Experimental work was carried out on the processing of molten iron by sulfates of barium and strontium under various conditions. The obtained experimental data make it possible to calculate the coefficients of sulfur transfer from sulfates to liquid iron and to trace the correlation with the thermodynamic data obtained for solidphase processes.