Vagranka pechlar,ularning mohiyati. Reja

b o 'y la b tomchilar va oqimlar ko‘rinishida oqib tushadi hamda
o‘ta qiziydi. Natijada, uglerodlanish, shuningdek C va S laming
erib, koksdan ajralish hamda elementlarning quyidagi tipdagi reaksiya
bo‘yicha qaytarilish jarayonlari boshlanadi:
< C > + (MeO) = [Me] + {CO}. (1.15 a)
Bu zonada shlak hosil bo‘la boshlaydi.
Ozod kislorod tufayli furmalar zonasida Me + 1 0 2 = MeO tip dagi
reaksiya bo‘yicha elementlar jadal oksidltnishi mumkin. Birinchi
navbatda temir oksidlanadi. Bunda temir (II) oksidi Mn, Si,
C larni oksidlaydi (1.15 reaksiya). Metall tomchilari koks bilan
kontaktlashganda (1.15 a) tipdagi reaksiyalar bo‘yicha elementlar
intensiv uglerodlanadi va qaytariladi. Keyin shlak hosil bo‘lishi tugaydi.
To ‘rtinchi zonada ( to‘plash zonasi) metall va shlak biroz soviydi.
Metall gornda to'planadi va koks bilan kontaktlashib koksdagi uglerod
hamda oltingugurtni eritadi. Vagrankalardan (ularda metall
gornda to'planadi) olingan c h o ‘y a n tarkibida C va S miqdori ko'proq
bo'ladi.
Barcha fizik-kimyoviy jarayonlar natijasida Si va Mn ularning
shixtadagi dastlabki miqdoriga qaraganda tegishlicha 15-25% va 2 5 -
30% kamayadi. Natijada uglerod va oltingugurt miqdori ortadi. Temir
miqdori ham biroz kamayadi. Uning oksidlari, Si va Mn oksidlari,
yoqilg‘i kuli hamda futerovkaning erigan sirti vagranka shlakini tashkil
etadi.
1.5. Po‘Iat suyuqlantirishning umumiy xarakteristikasi
' Quymakorlikda tarkibida zararli aralashmalar juda kam bo‘lgan
po‘lat olish muhimdir. Ayniqsa, kislorod, oltingugurt va fosfor
miqdorini kamaytirish zarur bo‘ladi, chunki bu elementlar po‘latda
oksid, sulfid va oksisulfid qo‘shilmalar hosil qiladi. Zararli aralashmalar
miqdori qancha oz bo‘lsa, p o ‘lat sifati shuncha yuqori bo'ladi.
Fosfor miqdori kamayganda metall matritsasi mustahkamlanadi,
oltingugurt miqdori 0,03 dan 0,01% gacha kamayganda esa po‘latning
zarbiy qovushoqligi 2-3 marta ortadi [43, 44].
Tayyorlab qo‘yilgan po‘latni suyuqlantirish pechiga shixta solinadi,
so‘ngra u qizdiriladi va suyuqlantiriladi, natijada suyuq metall hamda
shlak hosil bo'ladi. Bundan keyin suyuq metall shlak ostida ishlanadi
va bu shlak chiqarib tashlanadi, so‘ngra namuna olinadi va po'lat talab
etilgan tarkibgacha (me’yoriga) yetkaziladi. Bunda, masalan, zararli
aralashmalarni chiqarib yuborish maqsadida yangi shlak hosil qilish
mumkin. Barcha hollarda, yakunlovchi bosqichda po‘lat oksidsizlantiriladi.
Yuqori sifatli po'lat olish uchun ular nodir-yer metal -
lar silitsidlari bilan modifikatsiyalansa, maqsadga muvofiq bo‘ladi [44].
Po‘lat tarkibining shakllanishi suyuqlantiralayotganda fazalaming
o ‘zaro ta ’siri natijasida sodir bo‘ladi (6- rasm). Har qaysi davrni
alohida-alohida ko'rib chiqamiz. Po'latni suyuqlantirish uchun shixta
tarkibida ko‘p miqdorda p o 'la t temir-tersaklari b o ‘ladi. Mamlakatimizda
1 t yaroqli po'lat quymalariga taxminan 150 kg qayta
ishlanuvchi cho‘yan sarflanadi. Po'lat temir-tersaklari qizdirish
vaqtidayoq oksidlanaboshlaydi, chunki metall bilan o'zaro ta’sirlashadigan
pech atmosferasining tarkibida, birinchi navbatda, temirni
oksidlovchi gazlar — oksidlagichlar 0 2, C 0 2 va N20 bo‘ladi:
[Fe] + { i 0 2} = (Fe0), (1.16)
[Fe] + {C02} = (FeO) + {CO}, (1.17)
[Fe] + {H20} = (FeO) + {H2}. (1.18)
Gaz fazasi metall bilan o'zaro ta’sirlashganda boshqa elementlar
ham oksidlanadi:
[Si] + {02} = (Si02), (1.19)
[Si] + {2C02} = (Si02) + {2CO}, (1.20)
[Si] + {2H20} = (Si02) + {2H2}, (1.21)
[Mn] + { l 0 2} = (Mn0), (1.22)
[Mn] + {C02} = (MnO) + {CO}, (1.23)
[Mn] + {H20} = (MnO) + {H2}, (1.24)
[C] + { l 0 2} = (C0), (1.25)
[C] + {C02} = {2C0}, (1.26)
[C] + {H2O} = {C0} + {H2}. (1.27)
Temirga nisbatan kislorodga yaqin bo'lgan elementlar ternir (II)
oksidi bilan oksidlanadi:
[Si] + (2FeO) = (Si02) + [2Fe], (1.28)
[Mn] + (FeO) = (MnO) + [Fe], (1.29)
[C] + [FeO] = {CO} + [Fe]. (1.30)



Yuqoridagi reaksiyalar faqat asosiy elementlar uchun keltirilgan.
Istalgan elementning oksidlanishi termodinamik jihatdan mumkin
bo‘lsa, uni yuqoridagiga o‘xshash tavsiflash mumkin. Oksidlanish
davri shlakning yuksak oksidlanish xossalari bilan xarakterlanadi.
(1.18)—(1.20) reaksiyalar judajadal o'tadi. Oksidlanish davri tugagandan
so‘ng va, ayniqsa, qaytarish jarayonlarini o‘tkazishda (masalan, oq
yoki karbidli shlak ostida) ulaming termodinamikasi keskin o'zgaradi.
Po‘latni suyuqlantirishning prinsipial tafovuti xuddi shundan iborat.
Po‘latni suyuqlantirish agregatining turi va shixta tarkibiga qarab,
(1.16)—(1.30) reaksiyalar turli aktivlik darajasiga ega bo'ladi. Masalan|
konvertor jarayoni uchun (1.16), (1.19), (1.22), (1.25) reaksiyalar
xarakterlidir. Marten pechida (1.17) va (1.18) reaksiyalar ancha
aktiv sodir bo'ladi, chunki pech atmosferasining tarkibida CO va
H20 (gaz yoki mazut uglevodorodlari yonib shu gazlarni hosil quadi)
ko‘p bo‘ladi. Elementlarning ternir oksidi bilan oksidlanish
(1.28) (1.30) reaksiyalari metall oksid qatlami bilan qoplangandagina
rivojlanadi. Bu reaksiyalar o ‘ta qizish va metallning oksidlovchi shlak
ostida me’yoriga yetish davri uchun xarakterlidir.
Umumiy fizik-kimyoviy qonuniyatlarga muvoflq, oksidlovchi
shlak ostida (1.28) va (1.29) reaksiyalar bo'yicha Si va Mn lar
ancha aktiv kuyadi, so ngra (1.30) reaksiya bo'yicha vannaning CO
pufakchalarining ajralib chiqishi hisobiga qaynashi boshlanadi. Agar
vannaning qaynashi uchun oldin hosil bo‘lgan FeO yetarli bo Imasa,
u holda pechga temir ruda kiritiladi. Po‘lat suyuqlantirish jarayonining
turiga qarab, (1.28)—(1.30) reaksiyalar, yoxud aralashmalarning
to ia oksidlanishigacha yetkaziladi, yoxud qandaydir bosqichda
to‘xtatiladi. Asosiy jarayonda oksidlovchi shlak ostida fosfor chiqarib
tashlanadi, buning uchun FeO va CaO lar bo‘lishi zarur:
2P + 5FeO = P20 5 + 5Fe, (1.31)
P20 5 + 3FeO = (Fe0)3P20 5, (1-32)
(F e0 )3P20 5 + 4CaO = (Ca0)4P20 5 + 3FeO. (1.33)
Fosfordan muvaffaqiyatli tozalash uchun yuqori temperatura talab
qilinmaydi. {Po‘latga oksidlovchi shlak ostida ishlov berish tugagandan so ng,bu shlak nasos bilan chiqarib tashlanadi. Pechda metallning o ta qizdirilishiva me’yoriga yetkazilishi berilgan kimyoviy tarkibdagi po lat
olishga yordam beradigan maxsus qaytaruvchi shlaklar hamda ferroqotishmalarishtirokida amalga oshiriladi. Oltingugurtni chiqarib
tashlash uchun yuqori asosli, ya’ni tarkibida CaO ko p^ miqdorda
boigan shlak hosil qilinadi. Bunda sulfidlar ko rinishida bo lgan oltingugurtshlakka chiqarib yuboriladi:
[FeS] + (CaO) = (CaS) + (FeO), (1.34)
[MnS] + (CaO) = (CaS) + (MnO). (1-35)
Oltingugurtni ancha to ‘la chiqarib tashlash uchun shlak tarkibidagi
CaO ning miqdori yuqori bo‘lishi va yuqori temperatura talab
etiladi. Bunda shlak orqali metallni oksidsizlantirish mumkin. Buning
uchun Si va C lar kiritish zarur, ular temir oksidi bilan o‘zaro
reaksiyaga kirib ((1.28) va (1.30) reaksiyalar), uning shlakdagi
miqdorini keskin kamaytiradi hamda taqsimlanish muvozanati
[FeO] (FeO) ni o‘ngga siljitadi, ya’ni temir oksidining metalldan
shlakka o‘tishiga yordam beradi.
Metallni shlak ostida ishlash tugagandan so‘ng shlak nasos bilan
so‘rib olinadi, shundan so‘ng po‘lat pechdan chiqariladi. Po'lat
chiqarilayotgan vaqtda turli oksidsizlantirgichlardan foydalanib, u
oksidsizlantiriladi. Oksidsizlantirgichlar tarkibida Si, Mn va Al bo ladi.
Bunda quyidagi reaksiyalar sodir bo‘ladi:
2FeO + Si = SiO + 2Fe, (1.36)
FeO + Mn = MnO + Fe, (1.37)
3FeO + 2A1 = A120 3 + 3Fe. (1.38)
Oksidsizlantirgich-element [..J miqdori bilan qoldiq kislorod [O]
orasida aloqa mavjud bo‘lib, u elementlarning oksidsizlantirish