Задачи для решения
1.
Как изменится свободная энергия системы
(ΔG)
при переходе 1 моля включений Al2O3
размером
из железа в шлак состава 55 % СаО, 45 % Al2O3.
Плотность включений
.
Данные по межфазным свойствам приведены
в табл. 1.1.
Варианты заданий:
Вариант |
Радиус включений, мкм |
Плотность включений, г/см3 |
Ответ: ΔG, Дж |
1 |
1 |
3,5 |
-307,9 |
2 |
10 |
3,5 |
|
3 |
50 |
3,5 |
|
4 |
100 |
3,5 |
|
5 |
150 |
3,5 |
|
6 |
200 |
3,5 |
|
7 |
50 |
4,5 |
|
8 |
100 |
4,5 |
|
9 |
150 |
4,5 |
|
10 |
200 |
4,5 |
|
2. Как изменится свободная энергия 100 кг расплавленного железа (стали) при переходе 0,05 % включений SiO2 в шлак состава 55 % CaO, 45 % Al2O3 . Удельная поверхность всех включений 1000 м2/кг. Данные по физическим свойствам приведены в табл. 1.1.
Варианты заданий:
Вариант |
Площадь включений, м2/кг |
Количество удаленных включений, % |
Включение |
Ответ: ΔG, Дж |
1 |
1000 |
0,05 |
SiO2 |
-56,636 |
2 |
1500 |
0,05 |
SiO2 |
|
3 |
2000 |
0,05 |
SiO2 |
|
4 |
1000 |
0,1 |
SiO2 |
|
5 |
1500 |
0,1 |
SiO2 |
|
6 |
2000 |
0,1 |
SiO2 |
|
7 |
1000 |
0,05 |
Al2O3 |
|
8 |
1500 |
0,05 |
Al2O3 |
|
9 |
2000 |
0,05 |
Al2O3 |
|
10 |
1000 |
0,1 |
Al2O3 |
|
3. Как долго нужно рафинировать металл в индукционной печи шлаком при скорости перемешивания 1 м/с, чтобы уменьшить содержание включений размером 100 мкм с 0,1 до 0,05 %. Ёмкость печи 1 т, диаметр печи 1 м, плотность расплава 2,30 г/см3. Вероятность перехода включений в шлак принять .
Варианты заданий:
Вариант
|
Скорость перемеши-вания металла, м/с |
Ёмкость печи, т |
Плотность расплава, г/см3 |
Ответ: время, мин |
1 |
1,0 |
1,0 |
2,3 |
10,7 |
2 |
1,5 |
1,0 |
2,3 |
|
3 |
1,0 |
1,0 |
6,5 |
|
4 |
1,5 |
1,0 |
6,5 |
|
5 |
1,0 |
1,0 |
7,0 |
|
6 |
1,5 |
1,0 |
7,0 |
|
7 |
1,0 |
2,0 |
7,0 |
|
8 |
1,5 |
2,0 |
7,0 |
|
9 |
1,0 |
5,0 |
7,0 |
|
10 |
1,5 |
5,0 |
7,0 |
|
4. Во сколько раз снизится содержание включений в расплаве плотностью 2,3 г/см3 при рафинировании его по условиям задачи 3, если только половина включений имеет радиус 100 мкм, а остальные - 500 мкм?
Варианты те же, что и в задаче 3.
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Ответ: снизится в раз |
3,77 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Расплав обрабатывали синтетическим шлаком, пропуская металл каплями (струями) размером 10 мм через слой шлака и равномерно распределяя их по сечению тигля. Масса шлака составляла 5 % от массы металла. Плотность шлака – 1,60 г/см3, металла – 7.0 г/см3. Глубина металла в ковше НК = 0,5 м. Диаметр ковша –0.4 м. При этом содержание включений, радиус которых равен 10 мкм, снизилось в 1,52 раза. Как долго длилась обработка расплава шлаком?