» » Разработка метода определения степени восстановления тугоплавких элементов
16.01.2015

Основным технологическим критерием оценки качества металлизованного материала на основе тугоплавких элементов является остаточное содержание кислорода в продукте, т.е. степень его восстановления. Наличие повышенного содержания кислорода ограничивает сортамент сталей, которые можно выплавить с его применением, а повышение окислительного потенциала приводит к дополнительным потерям дорогостоящих легирующих элементов в результате угара. Поэтому для контроля основных технологических параметров производства металлизованных легирующих материалов необходимы данные о степени восстановления оксидов, определённые с высокой скоростью и достаточно высокой точностью. Для этого иногда требуется отбирать пробу непосредственно из печи по ходу процесса.
На основе проведенных исследований можно предложить метод контроля степени восстановления металлизованного сырья, который заключается в изготовлении проб-эталонов с разной степенью восстановления, проведения их химического анализа, рентгенографирования и нахождения отношения интегральных интенсивностей соответствующих интерференционных линий.
В случае с восстановлением оксида молибдена MoO3 и оксидного молибденового концентрата четко прослеживается закономерность того, что интегральная интенсивность линий MoO2 и Mo или Mo2C зависит от температуры обработки и, следовательно, от степени восстановления молибденосодержащего оксидного сырья. Следовательно, для определения степени восстановления необходимо найти интегральные интенсивности линий с dhkl=2,43 MoO2 и с dhkl=2,22 Mo или dhkl=2,28 Mo2C.
В случае с восстановлением оксида WO3 аналогично для сравнения выбраны линии соединений WO2 и W или WC. Следовательно, для определения степени восстановления необходимо найти интегральные интенсивности линий с dhkl=2,42 WO2 и с dhkl=2,23 W или 1,92 WC.
В случае с восстановлением оксида Cr2O3 аналогично для сравнения выбраны линии соединений Cr2O3 и Cr7C3 или Cr23C6. Следовательно, для определения степени восстановления необходимо найти интегральные интенсивности линий с dhkl=2,47 Cr2O3 и с dhkl=2,04 Cr7C3 или dhkl=2,05 Cr23C6. В качестве альтернативного варианта можно выбрать линии с dhkl=2,47 Cr2O3 и с dhkl=2,12 Cr7C3 или dhkl=2,17 Cr23C6.
В случае с восстановлением ангидрида ниобия Nb2O5 аналогично для сравнения выбраны линии соединений Nb2O5 и NbC. Следовательно, для определения степени восстановления необходимо найти интегральные интенсивности линий с dhkl=3,124 Nb2O5 и с dhkl=2,56 NbC.
В случае с восстановлением шеелитового концентрата аналогично для сравнения выбраны линии соединений CaWO4 и WC. Следовательно, для определения степени восстановления необходимо найти интегральные интенсивности линий с dhkl=1,84 CaWO4 и с dhkl=1,86 WC.
После этого необходимо построить градуировочные зависимости IMoO2/IMo (IMo2C), IWO2/IW (IWC), ICr2O3/ICr7C3(ICr23C6), INb2O5/INbC, ICaWO4/IWC. После этого отбираются пробы контролируемого материала, подвергаются рентгенографированию и определяются отношения IMоO2/IМо (IMo2C), IWO2/IW (IWC), IСr2O3/1Сr7Сз(1Сr23С6), INb2O5/INbC, ICaWO4/IWC. Затем по градуировочной зависимости устанавливается степень восстановления проб. При одинаковой кристаллической структуре контролируемых проб, т.е. при незначительном различии физического уширения интерференционных линий, вместо отношения интегральных интенсивностей можно аналогичным образом использовать максимальные интенсивности этих же линий.
Предложенные линии выбраны для контроля, так как имеют большую интенсивность, малочувствительны к микронапряжениям, которые появляются при измельчении проб, хорошо разделяются между собой и их брегговские углы отличаются на несколько градусов, что сокращает время рентгенографирования.
Использование данного метода дало достаточно точные результаты определения степени восстановления, которые хорошо согласовываются с проведенным комплексом исследований.
Приведенные результаты определения степени восстановления металлоксидного хромо-, ванадий- и ниобийсодержашего сырья, восстановленного углеродотермическим способом, отличаются высокой сходимостью с таковыми, полученными стандартным аналитическим способом.