Макаренко В.Д. - Технологические основы обеспечения трещиностойкости сварных соединений промысловых трубопроводов
.pdf
кЛТ. 3.1. ᇂЛТЛПУТЪ¸ Ф‡ ‡ПВЪ У‚ ‚flБНУТЪЛ ‡Б Ы¯ВМЛfl K1c (‡) Ë δÒ (·) ÓÚ
ÒӉ ʇÌËfl Ò ˚ ‚ ÏÂÚ‡ÎΠ¯‚‡.
нВПФВ ‡ЪЫ ‡, °ë: 1 – 20, 2 – 40, 3 – 60
и Л Т‚‡ НВ ˝ОВНЪ У‰‡ПЛ Т ЩЪУ ЛТЪУН‡О¸ˆЛВ‚˚П ФУН ˚ЪЛВП ‰ВТЫО¸ЩЫ ‡ˆЛfl ПВЪ‡ОО‡ ¯‚‡ Ф УЛТıУ‰ЛЪ ‚ТОВ‰ТЪ‚ЛВ ФВ ВıУ‰‡ ТВ ˚ ‚ ¯О‡Н. лЪВФВМ¸ ˝ЪУ„У ФВ ВıУ‰‡ Б‡‚ЛТЛЪ „О‡‚М˚П У· ‡БУП УЪ УТМУ‚МУТЪЛ ¯О‡Н‡. 낇 У˜М˚И ¯О‡Н, У· ‡БЫ˛˘ЛИТfl Ф Л‡ТФО‡‚ОВМЛЛ ˝ОВНЪ У‰У‚ Т ФУН ˚ЪЛВП ЩЪУ ЛТЪУН‡О¸ˆЛВ‚У„У ‚Л‰‡, Ф В‰ТЪ‡‚ОflВЪ ТУ·УИ ТОУКМЫ˛ ПМУ„УНУПФУМВМЪМЫ˛ ТЛТЪВПЫ
CaO – CaF2 – SiO2 – TiO2 – MnO – FeO – MgO – Äl2é3. |
|
èÓ˝ÚÓÏÛ ‰Îfl ËÁÛ˜ÂÌËfl Ô ÓˆÂÒÒ‡ Ó·ÂÒÒ ˂‡ÌËfl ÏÂڇη ÓÒ- |
|
МУ‚М˚П ¯О‡НУП МВУ·ıУ‰ЛПУ ФУОЫ˜ЛЪ¸ ‡М‡ОЛЪЛ˜ВТНЛВ |
Б‡‚ЛТЛПУ- |
ТЪЛ, УФЛТ˚‚‡˛˘ЛВ ЪВ ПУ‰ЛМ‡ПЛ˜ВТНЛВ Т‚УИТЪ‚‡ |
¯Î‡ÍÓ‚˚ı |
ТЛТЪВП. щЪУ fl‚ОflОУТ¸ М‡¯ВИ Б‡‰‡˜ВИ, ФУТНУО¸НЫ ˝НТФВ Л- ПВМЪ‡О¸М˚ПЛ ЛТТОВ‰У‚‡МЛflПЛ МВ‚УБПУКМУ Уı‚‡ЪЛЪ¸ ‚ТВ ПМУ„У- У· ‡БЛВ В‡О¸М˚ı ПМУ„УНУПФУМВМЪМ˚ı ‡ТФО‡‚У‚.
СВТЫО¸ЩЫ ‡ˆЛ˛ ‡ТФО‡‚ОВММУ„У ПВЪ‡ОО‡ Т ФУПУ˘¸˛ ¯О‡Н‡
ПУКМУ ‚˚ ‡БЛЪ¸ ЛБ‚ВТЪМ˚П Ы ‡‚МВМЛВП |
|
|||||
[S] + FeÊ +(ë‡é) (CaS) + (FeO). |
(3.1) |
|||||
з‡Ф ‡‚ОВМЛВ Л ФУОМУЪ‡ Ф УЪВН‡МЛfl |
‡͈ËË (3.1) Á‡‚ËÒflÚ |
|||||
УЪ ЪВ ПУ‰ЛМ‡ПЛ˜ВТНУИ ‡НЪЛ‚МУТЪЛ |
В‡„Л Ы˛˘Лı Щ‡Б. дУМТЪ‡М- |
|||||
Ú‡ ‡‚ÌÓ‚ÂÒËfl ‡͈ËË (3.1) ‡‚̇ |
|
|
||||
KS = |
aCaS a FeO |
, |
|
(3.2) |
||
|
|
|
||||
|
|
a [S]a CaO |
|
|
||
ÓÚÍÛ‰‡ |
|
|
||||
|
aCaO γ [S] |
|
|
|||
LS = |
|
KS, |
|
(3.3) |
||
aFeOγCaS |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
61 |
„‰Â ‡ – Ú ÏÓ‰Ë̇Ï˘ÂÒ͇fl ‡ÍÚË‚ÌÓÒÚ¸; LS, γ[s], γëaS – НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ˚ ‡ТФ В‰ВОВМЛfl ТВ ˚ ПВК‰Ы ПВЪ‡ООУП Л ¯О‡НУП, ‡НЪЛ‚-
МУТЪЛ S Л CaS ‚ ПВЪ‡ООВ Л ¯О‡НВ ТУУЪ‚ВЪТЪ‚ВММУ.
àÁ Û ‡‚ÌÂÌËfl (3.3) ÒΉÛÂÚ, ˜ÚÓ LS Б‡‚ЛТЛЪ УЪ ТУТЪ‡‚‡ ¯О‡- Н‡, ‚ ˜‡ТЪМУТЪЛ УЪ УЪМУ¯ВМЛfl ‡НЪЛ‚МУТЪВИ л‡й Л FeO.
нВ ПУ‰ЛМ‡ПЛ˜ВТНЫ˛ ‡НЪЛ‚МУТЪ¸ НУПФУМВМЪУ‚ ¯О‡Н‡ ‡ТТ˜Л- Ъ˚‚‡ОЛ ФУ ПВЪУ‰Ы, ‚ УТМУ‚Ы НУЪУ У„У ФУОУКВМ‡ ЪВУ Лfl В„Ы- Оfl М˚ı ЛУММ˚ı ‡ТЪ‚У У‚ [169]. щЪУЪ ПВЪУ‰ ФУБ‚УОflВЪ М‡ УТМУ‚В ˝МВ „ЛИ ПВК˜‡ТЪЛ˜МУ„У ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Лfl ·ЛМ‡ М˚ı ТЛТЪВП УФ В‰ВОflЪ¸ Т ‰УТЪ‡ЪУ˜МУИ ЪУ˜МУТЪ¸˛ ‡НЪЛ‚МУТЪ¸ НУПФУМВМЪУ‚ ‚ ПМУ„УНУПФУМВМЪМ˚ı ТУОВУНТЛ‰М˚ı ТЛТЪВП‡ı ФУ Ы ‡‚МВМЛflП
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
a = exp |
−µk −Gk |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.4) |
|||
|
k |
|
RT |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ô Ë ˝ÚÓÏ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
µ = G0 + RTln x − |
m |
|
|
|
|
+ 2x x2Q′′ )+ |
|
|||||||||
∑ |
(x xQ′ |
|
|
|||||||||||||
|
k |
k |
|
k |
|
|
i i i, j |
|
i i |
i, j |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
i, j=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i<x |
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
+ x2Q′′ |
|
|
|
+ |
∑ |
(xQ′ |
+ 2xx Q′′ ) |
+ |
∑ |
(x Q′ |
), |
(3.5) |
||||||||
|
i i, k |
i |
k |
|
i, k |
|
|
j k, j |
j |
k, j |
|
|
||||
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
i =k+1 |
|
|
|
|
|
|
|
„‰Â ak – ‡НЪЛ‚МУТЪ¸ НУПФУМВМЪ‡ k ‚ ‡ÒÚ‚Ó Â; µk – ıЛПЛ˜ВТНЛИ ФУЪВМˆЛ‡О НУПФУМВМЪ‡ k ‚ ‡ÒÚ‚Ó Â; Gk0 – ˝Ì „Ëfl ÉË··Ò‡ ˜ËÒ-
ЪУ„У НУПФУМВМЪ‡ k; R – „‡БУ‚‡fl ФУТЪУflММ‡fl; T – ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡, K; Q′ Ë Q″ – Ф‡ ‡ПВЪ ˚ ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Лfl ‚ ·ЛМ‡ М˚ı ТЛТЪВП‡ı; xi Ë xj – ПУОfl М˚В ‰УОЛ НУПФУМВМЪ‡ ‚ ‡ТЪ‚У В.
щМВ „ЛЛ ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Лfl ‰Оfl ·ЛМ‡ М˚ı ТЛТЪВП НУПФУМВМЪУ‚ ЛТТОВ‰ЫВП˚ı ¯О‡НУ‚ ‡ТТ˜ЛЪ˚‚‡ОЛ ФУ ТıВПВ, Ф В‰ОУКВММУИ ‚‡·УЪ‡ı [14, 15, 54]. кВБЫО¸Ъ‡Ъ˚ ‡Т˜ВЪУ‚ Ф Л‚В‰ВМ˚ ‚ Ъ‡·О. 3.1. к‡Т˜ВЪ˚ ‚˚ФУОМflОЛ М‡ щЗе “Hewlett-Packard” ФУ ТФВˆЛ‡О¸МУ ‡Б ‡·УЪ‡ММУИ Ф У„ ‡ППВ.
н‡Н Н‡Н ¯О‡НУ‚‡fl Б‡˘ЛЪ‡ ˝ОВНЪ У‰У‚ УТМУ‚МУ„У ‚Л‰‡ „О‡‚- М˚П У· ‡БУП Ъ ВıНУПФУМВМЪМ‡fl (CaO – CaF2 – SiO2 ËÎË ë‡é – ë‡F2 – íiO2), МВ Ы˜ЛЪ˚‚‡fl ‰ Ы„ЛВ НУПФУМВМЪ˚, ТУ‰В К‡МЛВ НУЪУ ˚ı П‡ОУ, ТОВ‰У‚‡ОУ УФ В‰ВОЛЪ¸ ‡НЪЛ‚МУТЪ¸ НУПФУМВМЪУ‚ ‚ Ъ ВıНУПФУМВМЪМ˚ı Т‚‡ У˜М˚ı ¯О‡Н‡ı М‡ УТМУ‚В ЩЪУ ЛТЪУ„У Н‡О¸ˆЛfl. СОfl ˝ЪУ„У ЛТФУО¸БУ‚‡ОЛ ЪВ ПУ‰ЛМ‡ПЛ˜ВТНЛВ ‰‡ММ˚В ‰Оfl ‰‚УИМ˚ı ТЛТЪВП Л Б‡‚ЛТЛПУТЪЛ (3.4) Л (3.5), ‡ Ъ‡НКВ Ф Л- ‚В‰ВММ˚В ‚ ‡·УЪ‡ı [88, 147] ‡Т˜ВЪ˚, НУЪУ ˚В ıУ У¯У ТУ‚Ф‡- ‰‡˛Ъ Т ˝НТФВ ЛПВМЪ‡О¸М˚ПЛ ‰‡ММ˚ПЛ [14].
62
í ‡ · Î Ë ˆ ‡ 3.1
щМВ „ЛЛ ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Лfl ‚ ·ЛМ‡ М˚ı ТЛТЪВП‡ı
|
|
бМ‡˜ВМЛВ НУМТЪ‡МЪ, |
|
|
|
бМ‡˜ВМЛВ НУМТЪ‡МЪ, |
||
лЛТЪВП‡ |
ÍÑÊ/ÏÓθ |
|
лЛТЪВП‡ |
ÍÑÊ/ÏÓθ |
||||
|
|
θ1 |
θ2 |
|
|
|
θ1 |
θ2 |
ë‡é – CaF2 |
–19,2 |
47,0 |
|
ë‡é – TiO2 |
–198,0 |
0 |
||
TiO2 |
– CaF2 |
–1,7 |
40,0 |
|
TiO2 |
– Äl2O3 |
–182,0 |
0 |
SiO2 |
– CaF2 |
62,7 |
28,0 |
|
MnO – TiO2 |
–61,5 |
0 |
|
MgO – CaF2 |
–113,0 |
138,0 |
|
MnO – SiO2 |
–216,0 |
224,0 |
||
MnO – CaF2 |
133,3 |
–96,6 |
|
SiO2 |
– TiO2 |
–41,7 |
3,0 |
|
CaF2 |
– Äl2O3 |
–37,6 |
0 |
|
TiO2 |
– FeO |
–56,0 |
31,0 |
ë‡é – Al2O3 |
–200,0 |
0 |
|
FeO – SiO2 |
–18,0 |
62,0 |
||
ë‡é – SiO2 |
–330,0 |
330,0 |
|
MgO – SiO2 |
–99,3 |
0 |
||
àÁ ËÒ. 3.2 ‚ˉÌÓ, ˜ÚÓ Ô Ë ÒӉ ʇÌËË ‰Ó 20 ÏÓÎ. % SiO2 ‚ ¯О‡НВ ‡НЪЛ‚МУТЪ¸ ЩЪУ ЛТЪУ„У Н‡О¸ˆЛfl ЛПВВЪ П‡НТЛПЫП. иУТОВ- ‰Ы˛˘ВВ Ы‚ВОЛ˜ВМЛВ Siй2 Ф Л‚У‰ЛЪ Н ТМЛКВМЛ˛ ‡НЪЛ‚МУТЪЛ ЩЪУ ЛТЪУ„У Н‡О¸ˆЛfl. ЗОЛflМЛВ ТУ‰В К‡МЛfl SiO2 М‡ ‡НЪЛ‚МУТЪ¸ л‡й Ф УЪЛ‚УФУОУКМУВ ‚˚¯В ‡ТТПУЪ ВММУПЫ, Ъ.В. Т УТЪУП SiO2 ‡ÍÚË‚ÌÓÒÚ¸ ë‡é ÛÏÂ̸¯‡ÂÚÒfl ( ËÒ. 3.2, a). н‡Н‡fl КВ ЪВМ- ‰ВМˆЛfl М‡·О˛‰‡ВЪТfl Л ‚ ТЛТЪВПВ CaO – CaF2 – (SiO2 + íiO2) ( ËÒ. 3.2, á).
лУ‰В К‡МЛВ ‚ Ъ ВıНУПФУМВМЪМУП ¯О‡НВ ‰‚ЫУНЛТЛ ЪЛЪ‡М‡ ФУ‚˚¯‡ВЪ ‡НЪЛ‚МУТЪ¸ л‡F2, Ô Ë˜ÂÏ ÛÊÂ Ô Ë ÒӉ ʇÌËË íiO2 Т‚˚¯В 10 ПУО. % М‡·О˛‰‡ВЪТfl ·УО¸¯‡fl У·О‡ТЪ¸ ‡ТТОУВМЛfl ‚ ¯О‡НУ‚УП ‡ТЪ‚У В ( ЛТ. 3.3, á·). ДНЪЛ‚МУТЪ¸ л‡й Т Ы‚ВОЛ˜ВМЛВП нiO2 ТМЛК‡ВЪТfl, ˜ЪУ Т‚flБ‡МУ, М‡ М‡¯ ‚Б„Оfl‰, Т У· ‡БУ‚‡МЛВП НУПФОВНТМ˚ı ТУВ‰ЛМВМЛИ, ФУ‰У·М˚ı CaO SiO2 Ë 2CaO SiO2.
и Л ТУ‰В К‡МЛЛ ‰У 15–20 ПУО. % УНЛТЛ ‡О˛ПЛМЛfl ‚ ¯О‡НВ ‡НЪЛ‚МУТЪ¸ ЩЪУ ЛТЪУ„У Н‡О¸ˆЛfl ЛПВВЪ П‡НТЛПЫП. С‡О¸МВИ¯ВВ ФУ‚˚¯ВМЛВ ТУ‰В К‡МЛfl Дl2é3 ‚˚Б˚‚‡ВЪ ТМЛКВМЛВ ‡НЪЛ‚МУТЪЛ CaF2 ( ËÒ. 3.3, a) Л Ф Л‚У‰ЛЪ Н ‡Т¯Л ВМЛ˛ У·О‡ТЪЛ „УПУ„ВММУТЪЛ ¯О‡НУ‚У„У ‡ТЪ‚У ‡.
аТТОВ‰У‚‡ММ‡fl ‡НЪЛ‚МУТЪ¸ CaF2 ‚ Ъ УИМ˚ı ТЛТЪВП‡ı ФУН‡- Б˚‚‡ВЪ, ˜ЪУ У·О‡ТЪ¸ „УПУ„ВММУТЪЛ Ъ‡НУ„У ¯О‡Н‡ МВ‚ВОЛН‡ Л Ф Л ‚˚ТУНЛı НУМˆВМЪ ‡ˆЛflı л‡F2 (>30–40 %) ЫКВ МВ·УО¸¯ЛВ ‰У- ·‡‚НЛ Ъ ВЪ¸В„У НУПФУМВМЪ‡ Ф Л‚У‰flЪ Н ‡ТТОУВМЛ˛.
СОfl ЛТТОВ‰У‚‡МЛfl ‚ОЛflМЛfl ТУТЪ‡‚‡ ¯О‡Н‡ (Т Ы˜ВЪУП ‡ТТПУ- Ъ ВММУИ ‚˚¯В ‡НЪЛ‚МУТЪЛ НУПФУМВМЪУ‚) М‡ ТУ‰В К‡МЛВ ТВ ˚ ‚ М‡ФО‡‚ОВММУП ПВЪ‡ООВ ЛТФУО¸БУ‚‡ОЛ УФ˚ЪМ˚В ˝ОВНЪ У‰˚ мйза-13/55 Л Дзй-11 ‰Л‡ПВЪ УП 4 ПП Т ‡БОЛ˜М˚П ТУ‰В К‡- МЛВП ‚ ФУН ˚ЪЛЛ ‚УОО‡ТЪУМЛЪУ‚У„У НУМˆВМЪ ‡Ъ‡. лУ‰В К‡МЛВ ФУТОВ‰МВ„У ЛБПВМflОЛ Б‡ Т˜ВЪ Н‚‡ ˆВ‚У„У ФВТН‡ Л КВОВБМУ„У ФУ У¯Н‡ (мйза-13/55), ЫЪЛО‡ Л FВ-ФУ У¯Н‡ (Дзй-11). лУ- ‰В К‡МЛВ П ‡ПУ ‡, ФО‡‚ЛНУ‚У„У ¯Ф‡Ъ‡ (л‡F2) Л ‡ТНЛТОЛЪВ-
63
кЛТ. 3.2. гЛМЛЛ У‰ЛМ‡НУ‚УИ ‡НЪЛ‚МУТЪЛ ‚ Ъ УИМ˚ı ТЛТЪВП‡ı Ф Л 1873 д.
ÄÍÚË‚ÌÓÒÚ¸: 1 – ë‡é; 2 – ë‡F2; 3 – SiO2 (a) Ë (SiO2 + TiO2) (á)
кЛТ. 3.3. гЛМЛЛ У‰ЛМ‡НУ‚УИ ‡НЪЛ‚МУТЪЛ ‚ Ъ УИМ˚ı ТЛТЪВП‡ı Ф Л 1873 д.
ÄÍÚË‚ÌÓÒÚ¸: 1(à), 2(á) – ë‡é, 3 – ë‡F2; 4 – Al2O3 Ë TiO2
ОВИ — ОВ„Л Ы˛˘Лı ˝ОВПВМЪУ‚ ·˚ОУ ФУТЪУflММ˚П. иУН ˚ЪЛВ М‡МУТЛОЛ ПВЪУ‰УП УФ ВТТУ‚НЛ М‡ ТЪВ КМЛ ЛБ Ф У‚УОУНЛ л‚-08 ТУТЪ‡‚‡, %: 0,4 еn; 0,10 Si; 0,075 л; 0,038 S; 0,018 P.
낇 ÍÛ ‚˚ÔÓÎÌflÎË Ì‡ Ô·ÒÚËÌ˚ ËÁ ÒÚ‡ÎË ÇëÚ.á ÒÔ |
‚ ÙÓ - |
Ï ‚‡ÎË͇ ËÁ ‚ÓÒ¸ÏË ÒÎÓ‚ ̇ ÚÓÍ 180 Ä (ÔÓÎfl ÌÓÒÚ¸ |
Ó· ‡Ú- |
̇fl), Ug = 22–24 З. аТЪУ˜МЛНУП ФЛЪ‡МЛfl ТОЫКЛО ‚˚Ф flПЛЪВО¸ ЗСм-504.
лУ‰В К‡МЛВ ТВ ˚ ‚ М‡ФО‡‚ОВММУП ПВЪ‡ООВ Л ‚ ¯О‡Н‡ı УФ-В‰ВОflОЛ М‡ ЫТЪ‡МУ‚НВ CS-244 ЩЛ П˚ “гВНУ”. дУМˆВМЪ ‡ˆЛ˛ Mn, Si, Ti Л Дl ‚ М‡ФО‡‚ОВММУП ПВЪ‡ООВ УФ В‰ВОflОЛ ТФВНЪ-‡О¸М˚П ПВЪУ‰УП, Ы„ОВ У‰‡ – ФЫЪВП ТКЛ„‡МЛfl ‚ ЪУНВ НЛТОУ У- ‰‡, ЩУТЩУ ‡ — ıЛПЛ˜ВТНЛП ПВЪУ‰УП. кВБЫО¸Ъ‡Ъ˚ ‡М‡ОЛБУ‚ Ф В‰ТЪ‡‚Оfl˛Ъ ТУ·УИ Т В‰МВВ ЛБ 4–5 ЛБПВ ВМЛИ.
нВ ПУ‰ЛМ‡ПЛ˜ВТНЫ˛ ‡НЪЛ‚МУТЪ¸ НУПФУМВМЪУ‚ ¯О‡НУ‚УИ Щ‡Б˚ УФ В‰ВОflОЛ ‰Оfl ЪВПФВ ‡ЪЫ ˚ 1873 д ФУ ПВЪУ‰Ы, ЛБОУКВММУПЫ ‚˚¯В.
пЛПЛ˜ВТНЛИ ТУТЪ‡‚ ЛТТОВ‰ЫВП˚ı ¯О‡НУ‚ Л М‡ФО‡‚ОВММУ„У ПВЪ‡ОО‡ Ф Л‚В‰ВМ˚ ‚ Ъ‡·О. 3.2 Л 3.3.
í ‡ · Î Ë ˆ ‡ |
3.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пЛПЛ˜ВТНЛИ ТУТЪ‡‚ ¯О‡НУ‚ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
à̉ÂÍÒ |
|
|
|
пЛПЛ˜ВТНЛИ ТУТЪ‡‚ ¯О‡НУ‚, % |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
˝ÎÂÍÚ Ó‰‡ |
|
ë‡é |
SiO2 |
|
MnO |
Äl2éÁ |
íiO2 |
|
FeO |
CaF2 |
ì1 |
|
44,6 |
27,6 |
|
3,4 |
1,9 |
4,1 |
|
2,5 |
15,9 |
ì2 |
|
42,8 |
30,4 |
|
3,1 |
1,7 |
3,1 |
|
2,8 |
16,1 |
ìá |
|
39,2 |
32,7 |
|
3,2 |
1,6 |
3,5 |
|
2,3 |
16,7 |
ì4 |
|
36,8 |
35,8 |
|
3,5 |
1,8 |
3,8 |
|
2,0 |
16,3 |
Ä1 |
|
34,2 |
20,2 |
|
3,2 |
2,6 |
7,0 |
|
4,0 |
28,8 |
Ä2 |
|
30,1 |
21,2 |
|
3,0 |
2,8 |
8,4 |
|
4,3 |
29,1 |
A3 |
|
25,7 |
24,0 |
|
3.3 |
2,8 |
9,6 |
|
3,8 |
30,8 |
Ä4 |
|
22,7 |
28,4 |
|
3,1 |
2,3 |
10,1 |
|
3,2 |
30,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
è Ó ‰Ó Î Ê Â Ì Ë Â Ú ‡ · Î. 3.2
à̉ÂÍÒ |
ëӉ ʇÌË |
ÄÍÚË‚ÌÓÒÚ¸ |
|
aCaO |
|
(% S) |
|
˝ÎÂÍÚ Ó‰‡ |
ÒÂ ˚, % |
|
|
|
aFeO |
LS = [% S] |
|
|
|
aCaO |
aFeO |
|
|
|
|
ì1 |
0,076 |
0,296 |
0,512 |
|
0,557 |
4,09 |
|
ì2 |
0,062 |
0,152 |
0,389 |
|
0,392 |
3,05 |
|
ìá |
0,046 |
0,092 |
0,321 |
|
0,267 |
1,92 |
|
ì4 |
0,039 |
0,046 |
0,242 |
|
0,191 |
1,56 |
|
Ä1 |
0,074 |
0,169 |
0,543 |
|
0,312 |
3,36 |
|
Ä2 |
0,060 |
0,098 |
0,412 |
|
0,239 |
2,22 |
|
A3 |
0,052 |
0,056 |
0,389 |
|
0,143 |
1,68 |
|
Ä4 |
0,040 |
0,028 |
0,327 |
|
0,086 |
1,39 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
66
í ‡ · Î Ë ˆ ‡ 3.3
пЛПЛ˜ВТНЛИ ТУТЪ‡‚ М‡ФО‡‚ОВММУ„У ПВЪ‡ОО‡, %
à̉ÂÍÒ |
ë |
Mn |
Si |
Ä1 |
Ti |
S |
|
˝ÎÂÍÚ Ó‰‡ |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
ì1 |
0,061 |
1,22 |
0,32 |
0,0092 |
0,023 |
0,0186 |
|
ì2 |
0,059 |
1,24 |
0,33 |
0,0094 |
0,021 |
0,0203 |
|
ìá |
0,057 |
1,21 |
0,35 |
0,0090 |
0,024 |
0,0285 |
|
ì4 |
0,062 |
1,19 |
0,39 |
0,010 |
0,025 |
0,0362 |
|
Ä1 |
0,057 |
1,19 |
0,30 |
0,0101 |
0,022 |
0,0141 |
|
Ä2 |
0,058 |
1,23 |
0,35 |
0,0105 |
0,027 |
0,0190 |
|
A3 |
0,058 |
1,14 |
0,37 |
0,0094 |
0,031 |
0,0221 |
|
Ä4 |
0,054 |
1,22 |
0,39 |
0,0092 |
0,030 |
0,0287 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ᇂЛТЛПУТЪ¸ ТУ‰В К‡МЛfl ТВ ˚ ‚ М‡ФО‡‚ОВММУП ПВЪ‡ООВ Л
¯Î‡Í |
ÓÚ |
‚ВОЛ˜ЛМ˚ ТУУЪМУ¯ВМЛfl |
aCaO/aFeO |
Ô Ë‚Â‰Â̇ ̇ |
|
ËÒ. 3.4. Ä̇ÎËÁ ËÒ. 3.4 ÔÓ͇Á˚‚‡ÂÚ, ˜ÚÓ ÔÓ‚˚¯ÂÌË ÓÚÌÓ¯Â- |
|||||
ÌËfl |
ЪВ ПУ‰ЛМ‡ПЛ˜ВТНЛı ‡НЪЛ‚МУТЪВИ |
НУПФУМВМЪУ‚ ¯О‡Н‡ |
|||
aCaO/aFeO ÓÚ 0,086 ‰Ó 0,557 Ô Ë‚Ó‰ËÚ |
Í ÛÏÂ̸¯ÂÌ˲ ÒӉ ʇ- |
||||
ÌËfl ÒÂ ˚ |
‚ М‡ФО‡‚ОВММУП ПВЪ‡ООВ |
ÓÚ |
0,0362 ‰Ó 0,0186 % |
||
(˝ÎÂÍÚ Ó‰˚ Ò ËË ìéçà) Ë ÓÚ 0,0287 ‰Ó |
0,0141 % (˝ÎÂÍÚ Ó‰˚ |
||||
ÒÂ ËË |
Дзй-11), ‡ ‚ ¯О‡НВ — Н М‡НУФОВМЛ˛ ТВ ˚ УЪ 0,039 ‰У |
||||
0,076 % (ìéçà) Ë ÓÚ 0,040 ‰Ó 0,074 % (Äçé-11). |
|||||
ÑÎfl Ò ‡‚ÌÂÌËfl ÔÓÎÛ˜ÂÌÌ˚ı |
ÂÁÛθڇÚÓ‚ Ò |
‡‚ÌÓ‚ÂÒÌ˚ÏË ÍÓ- |
|||
˝ЩЩЛˆЛВМЪ‡ПЛ ‡ТФ В‰ВОВМЛfl |
ТВ ˚ ЛТФУО¸БЫВП |
‚˚ ‡КВМЛВ |
|||
Ъ‡Н М‡Б˚‚‡ВПУИ “ТЫО¸ЩЛ‰МУИ ВПНУТЪЛ ¯О‡Н‡” |
|
|
|||
C = (% S) |
PO2 |
. |
|
|
(3.6) |
|
|
|
|||
S |
|
|
|
||
PS2
л˜ЛЪ‡fl, ˜ЪУ ¯О‡Н М‡ıУ‰ЛЪТfl ‚ ‡‚МУ‚ВТЛЛ Т „‡БУ‚УИ Л ПВ- Ъ‡ООЛ˜ВТНУИ Щ‡Б‡ПЛ, ФУОЫ˜ЛП [32]
кЛТ. 3.4. ᇂЛТЛПУТЪ¸ ТУ‰В К‡МЛfl ТВ ˚ ‚ М‡- ФО‡‚ОВММУП ПВЪ‡ООВ Л ¯О‡НВ УЪ ТУУЪМУ¯ВМЛfl
aCaO/aFeO:
1 – ÓÔ˚ÚÌ˚ ˝ÎÂÍÚ Ó‰˚ ì1-ì4; 2 – A1 – Ä4
67
PO2 / PS2 = a [O]KS/a [S]KO, |
|
(3.7) |
„‰Â Ké – НУМТЪ‡МЪ‡ ‡‚МУ‚ВТЛfl |
НЛТОУ У‰‡; PO2 Ë |
PS2 – Ô‡ ˆË- |
‡О¸М˚В ‰‡‚ОВМЛfl НЛТОУ У‰‡ Л ТВ ˚ ТУУЪ‚ВЪТЪ‚ВММУ.
аБ ФУТОВ‰МВ„У Ы ‡‚МВМЛfl ФЫЪВП Ф ВУ· ‡БУ‚‡МЛИ ФУОЫ˜‡ВП ЩУ ПЫОЫ ‰Оfl УФ В‰ВОВМЛfl ‡‚МУ‚ВТМУ„У НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ‡ ‡ТФ В- ‰ВОВМЛfl ТВ ˚:
LS = (% S)/[% S] = CS γ[S]KO/a [O]KS, |
(3.8) |
„‰Â γs – НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ ‡НЪЛ‚МУТЪЛ ТВ ˚ ‚ ПВЪ‡ООВ. |
|
ì˜ËÚ˚‚‡fl, ˜ÚÓ (O2) = 2[é], ‡ Òڇ̉‡ ÚÌ˚È |
Ú ÏÓ‰Ë̇Ï˘ÂÒ- |
НЛИ ФУЪВМˆЛ‡О ‰Оfl ˝ЪУИ ‡‚МУ‚ВТМУИ В‡НˆЛЛ |
‡‚ÂÌ: |
∆G° = –56 000 – 1,38í Ë (S2) = 2[S], a ∆G° = –63 040 + 10,54í,
ÔÓÎÛ˜‡ÂÏ ÙÓ ÏÛÎÛ ‰Îfl |
УФ В‰ВОВМЛfl |
“Щ‡НЪЛ˜ВТНУИ ВПНУТЪЛ |
||
¯Î‡Í‡ ÔÓ Ò ” [192] |
|
|
|
|
ë = (% S)/[% S](a |
/a |
)10(770/T)−1,3. |
|
(3.9) |
S |
[O] |
[S] |
|
|
ДНЪЛ‚МУТЪ¸ НЛТОУ У‰‡ ‚ ‡ТФО‡‚ОВММУП ПВЪ‡ООВ |
ПУКМУ ‡Т- |
|||
Ò˜ËÚ‡Ú¸ ËÁ ‡͈ËË: |
|
|
|
|
Fe + [é] = (FeO). |
|
|
|
(3.10) |
è ËÌËχÂÏ, ˜ÚÓ ∆G° |
= –28900 + |
12,51í, ÚÓ„‰‡ |
Ы ‡‚МВМЛВ |
|
‡‚МУ‚ВТЛfl ˝ЪУИ В‡НˆЛЛ ЛПВВЪ ‚Л‰ [53] |
|
|||
lg[% O] = 6320 + 2,734, |
|
|
(3.11) |
|
T |
|
|
|
|
„‰В [% O] – Ф В‰ВО ‡ТЪ‚У ЛПУТЪЛ НЛТОУ У‰‡ ‚ ‡ТФО‡‚ОВММУП |
||||
ÏÂÚ‡ÎÎÂ. éÚÒ˛‰‡ |
|
|
|
|
a[O] = aFeO10(–6320/T)+2,734. |
|
|
(3.12) |
|
S‡ÒÒ˜ËÚ˚‚‡˛Ú ÔÓ Û ‡‚ÌÂÌ˲ (3.2), ‡ KO =
=0,084 ‰Оfl 1873 д ‚БflЪУ ЛБ ‰‡ММ˚ı, ФУОЫ˜ВММ˚ı ‚ ‡·УЪВ [169]. дУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ ‡НЪЛ‚МУТЪЛ ТВ ˚ ‚ ПВЪ‡ООВ ПУКМУ ‡ТТ˜ЛЪ‡Ъ¸Ká̇˜ÂÌËfl
ÔÓ Û ‡‚ÌÂÌ˲ [54]
lg γ |
[S] |
= l A[% A] + l B[% B] + l i [% i] + ..., |
(3.13) |
||
|
S |
S |
S |
|
|
„‰Â |
lSA ,..., lSi |
– Ô‡ ‡ÏÂÚ ˚ ‚Á‡ËÏÓ‰ÂÈÒÚ‚Ëfl; A, B,..., i |
– ÒӉ - |
||
К‡МЛВ ˝ОВПВМЪУ‚ ‚ ПВЪ‡ООВ, %. |
|
||||
кВБЫО¸Ъ‡Ъ˚ ‡Т˜ВЪУ‚ |
‡‚МУ‚ВТМ˚ı НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪУ‚ |
‡ÒÔ Â- |
|||
68 |
|
|
|
|
|
кЛТ. 3.5. ᇂЛТЛПУТЪ¸ НУ˝Щ- ЩЛˆЛВМЪ‡ ‡ТФ В‰ВОВМЛfl ТВ-
˚ ÓÚ ÓÚÌÓ¯ÂÌËfl aCaO/aFeO:
a – ‡Т˜ВЪМУВ ‡‚МУ‚ВТМУВ‡ТФ В‰ВОВМЛВ; · – Щ‡НЪЛ- ˜ВТНУВ. щОВНЪ У‰˚: 1, 2 – ì1-ì4; 3, 4 – Ä1-Ä4
‰ВОВМЛfl ТВ ˚ ‰Оfl ‡ТТП‡Ъ Л‚‡ВП˚ı ¯О‡НУ‚, ‚˚ФУОМВММ˚ı ФУ Ы ‡‚МВМЛflП (3.8)–(3.13), Ф Л‚В‰ВМ˚ М‡ ЛТ. 3.5. н‡П КВ М‡МВТВМ˚ Щ‡НЪЛ˜ВТНЛ ФУОЫ˜ВММ˚В ‰‡ММ˚В Л УФ В‰ВОВММ˚В ФУ ‚˚-‡КВМЛ˛ LS = (% S)/[% S] ̇ ÓÒÌÓ‚‡ÌËË ÂÁÛθڇÚÓ‚ ËÁÏ Â- ÌËÈ (ÒÏ. Ú‡·Î. 3.2).
аБ ЛТ. 3.5 ‚Л‰МУ, ˜ЪУ Ф Л Т‚‡ НВ ˝НТФВ ЛПВМЪ‡О¸М˚ПЛ ˝ОВНЪ У‰‡ПЛ Т ФУН ˚ЪЛВП ЩЪУ ЛТЪУН‡О¸ˆЛВ‚У„У ‚Л‰‡ ТЛТЪВП‡ “ПВЪ‡ОО – ¯О‡Н” УЪНОУМflВЪТfl УЪ ТУТЪУflМЛfl ‡‚МУ‚ВТЛfl ФУ ТВ В
̇ 8–15 % Ô Ë aCaO/aFeO = 0,1–0,55. зВ‚˚ТУН‡fl У·ВТТВ Л‚‡˛- ˘‡fl ТФУТУ·МУТЪ¸ ¯О‡НУ‚˚ı ТЛТЪВП ˝ОВНЪ У‰У‚ УЪВ˜ВТЪ‚ВММУ„У
(мйза-13/55, Злол-50) Л ЛПФУ ЪМУ„У (Дзй-9, LB-26, LB-52V) Ф УЛБ‚У‰ТЪ‚‡ У·˙flТМflВЪТfl МЛБНУИ ‡НЪЛ‚МУТЪ¸˛ л‡й Л, М‡У·У УЪ, ‚˚ТУНУИ ‡НЪЛ‚МУТЪ¸˛ FeO, УЪМУ¯ВМЛВ НУЪУ ˚ı ‰Оfl ˝ЪЛı ˝ОВНЪ У‰У‚ ТУУЪ‚ВЪТЪ‚ВММУ ‡‚МУ: 0,01; 0,017; 0,084; 0,06; 0,05.
СОfl ‚˚flТМВМЛfl ТЪВФВМЛ ‚ОЛflМЛfl ‡БОЛ˜М˚ı УНТЛ‰У‚ Л ЩЪУ-Л‰‡ Н‡О¸ˆЛfl, ‰УФУОМЛЪВО¸МУ ‚‚У‰ЛП˚ı ‚ ФУН ˚ЪЛВ УФ˚ЪМ˚ı ˝ОВНЪ У‰У‚ мйза-13/55, (‡ ТОВ‰У‚‡ЪВО¸МУ, Л ‚ ¯О‡Н, У· ‡БЫ- ˛˘ЛИТfl Ф Л Т‚‡ НВ), М‡ НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ ЪВ ПУ‰ЛМ‡ПЛ˜ВТНУИ ‡Н- ЪЛ‚МУТЪЛ γFeO ¯О‡Н‡, М‡ПЛ ·˚ОЛ Ф У‚В‰ВМ˚ ‰УФУОМЛЪВО¸М˚В ˝НТФВ ЛПВМЪ˚. дУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ ЪВ ПУ‰ЛМ‡ПЛ˜ВТНУИ ‡НЪЛ‚МУТЪЛ НУПФУМВМЪ‡ ¯О‡Н‡ FeO УФ В‰ВОflОЛ ФУ ТУУЪМУ¯ВМЛ˛ γ = a/N, „‰Â a — ‡ÍÚË‚ÌÓÒÚ¸ FeO, N – ПУО¸М‡fl ‰УОfl FeO ‚ ¯О‡НВ. кВБЫО¸Ъ‡Ъ˚ ‡Т˜ВЪУ‚ Ф В‰ТЪ‡‚ОВМ˚ М‡ ЛТ. 3.6.
àÁ ËÒ. 3.6 ‚ˉÌÓ, ˜ÚÓ ‚Â΢ËÌÛ γFeO ÔÓ‚˚¯‡˛Ú ‰Ó·‡‚ÍË ë‡é Ë MgO. ÑÓ·‡‚͇ ë‡F2 ‰Ó 20 % Ô ‡ÍÚ˘ÂÒÍË Ì ‚ÎËflÂÚ Ì‡
ÍÓ˝ÙÙˈËÂÌÚ, ‚ ÚÓ ‚ ÂÏfl Í‡Í ‰Ó·‡‚ÍË SiO2, TiO2, Äl2é3 Ë åné ÛÏÂ̸¯‡˛Ú γFeO, Ф Л˜ВП Лı ‰ВИТЪ‚ЛВ ЫТЛОЛ‚‡ВЪТfl ‚ ТОВ‰Ы˛-
69
кЛТ. 3.6. ᇂЛТЛПУТЪ¸ НУ˝ЩЩЛˆЛВМЪ‡ ЪВ ПУ‰ЛМ‡- ПЛ˜ВТНУИ ‡НЪЛ‚МУТЪЛ γFeO
ÓÚ ÒӉ ʇÌËfl C НУПФУМВМЪУ‚ ‚ ¯О‡НВ:
1 – MgO; 2 – CaO;
3 – MnO; 4 – CaF2; 5 – Al2O3; 6 – TiO2; 7 – FeO; 8 – SiO2
˘ВИ ФУТОВ‰У‚‡ЪВО¸МУТЪЛ: еnй → нiO2 → Äl2é3 → SiO2. èÓÎÛ- ˜ÂÌÌ˚ ‰‡ÌÌ˚ ıÓ Ó¯Ó Òӄ·ÒÛ˛ÚÒfl Ò ÂÁÛθڇڇÏË ‡Ò˜ÂÚÓ‚, Ô Ë‚Â‰ÂÌÌ˚ÏË ‚ ‡·ÓÚ [54].
иУ˝ЪУПЫ Ф Л ‡Б ‡·УЪНВ ¯О‡НУ‚УИ ТЛТЪВП˚ МУ‚˚ı ˝ОВНЪ У- ‰У‚, Ф В‰М‡БМ‡˜ВММ˚ı ‰Оfl Т‚‡ НЛ УЪ‚ВЪТЪ‚ВММ˚ı НУМТЪ ЫНˆЛИ, М‡ПЛ Ы˜ЛЪ˚‚‡ОЛТ¸ ФУОЫ˜ВММ˚В ВБЫО¸Ъ‡Ъ˚. н‡Н, ТМЛКВМ˚ ТУ- ‰В К‡МЛfl л‡й Л MgO М‡ 15–20 % , a Ы‚ВОЛ˜ВМ˚ НУМˆВМЪ ‡ˆЛЛ нiO2 Ë Äl2é3 ‚ 1,5–2 ‡Б‡ ФУ Т ‡‚МВМЛ˛ Т ˝ОВНЪ У‰‡ПЛ мйза. мН‡Б‡ММ˚В ТУ‰В К‡МЛfl НУПФУМВМЪУ‚ ‚ ¯О‡Н‡ı МУ‚˚ı ˝ОВНЪ У- ‰У‚ ·˚ОЛ ‰УТЪЛ„МЫЪ˚ ·О‡„У‰‡ fl ТМЛКВМЛ˛ ТУУЪМУ¯ВМЛfl л‡лй3/ë‡F2, ‚‚В‰ВМЛ˛ ‚ ФУН ˚ЪЛВ ‡О˛ПУТЛОЛН‡ЪУ‚ (ФУОВ‚У„У ¯Ф‡Ъ‡), ЩВ УЪЛЪ‡М‡ Л ЩВ УТЛОЛˆЛfl. д УПВ ЪУ„У, У„ ‡МЛ˜ВМУ ТУ‰В К‡МЛВ УНЛТОУ‚ Fe ‚ ¯О‡НВ (МВ ·УОВВ 2,5 %), ˜ЪУ ‰УТЪЛ„‡- ВЪТfl ФУ‚˚¯ВММ˚ПЛ Ъ В·У‚‡МЛflПЛ Н ТУ‰В К‡МЛ˛ УНЛТОУ‚ КВОВ- Б‡ ‚ Т˚ ¸В‚˚ı П‡ЪВ Л‡О‡ı, ‡ Ъ‡НКВ Н ˜ЛТЪУЪВ ФУ‚В ıМУТЪЛ Т‚‡ У˜МУИ Ф У‚УОУНЛ, ЛТФУО¸БЫВПУИ ‰Оfl ЛБ„УЪУ‚ОВМЛfl ˝ОВНЪ У- ‰У‚ (ЛТНО˛˜‡˛ЪТfl К‡‚˜ЛМ‡, УН‡ОЛМ‡ Л Ъ.Ф.).
кВБЫО¸Ъ‡Ъ˚ ıЛПЛ˜ВТНУ„У Л ВМЪ„ВМУТФВНЪ ‡О¸МУ„У ЛБПВ В- МЛИ ¯О‡НУ‚ ˝ОВНЪ У‰У‚ Дзй-25...28 Ф Л‚В‰ВМ˚ ‚ Ъ‡·О. 3.4. н‡П КВ Ф В‰ТЪ‡‚ОВМ˚ ‡Т˜ВЪМ˚В БМ‡˜ВМЛfl ЪВ ПУ‰ЛМ‡ПЛ˜ВТНУИ ‡Н- ЪЛ‚МУТЪЛ НУПФУМВМЪУ‚, ‚˚ФУОМВММ˚В ‰Оfl ЪВПФВ ‡ЪЫ ˚ 1873 д. СОfl Т ‡‚МВМЛfl Ф Л‚В‰ВМ˚ ‰‡ММ˚В ‰Оfl ¯О‡НУ‚ УЪВ˜ВТЪ‚ВММ˚ı Л ЛПФУ ЪМ˚ı ˝ОВНЪ У‰У‚ ЛБ‚ВТЪМ˚ı ЩЛ П.
ДМ‡ОЛБ ‡Т˜ВЪМ˚ı БМ‡˜ВМЛИ ЪВ ПУ‰ЛМ‡ПЛ˜ВТНУИ ‡НЪЛ‚МУТЪЛ НУПФУМВМЪУ‚ ¯О‡НУ‚ УЪВ˜ВТЪ‚ВММ˚ı Л Б‡ Ы·ВКМ˚ı ˝ОВНЪ У‰У‚ ФУН‡Б‡О (ТП. Ъ‡·О. 3.4), ˜ЪУ М‡Л·УОВВ „ОЫ·УНЫ˛ ‰ВТЫО¸ЩЫ ‡ˆЛ˛ М‡ФО‡‚ОВММУ„У ПВЪ‡ОО‡ УТЫ˘ВТЪ‚Оfl˛Ъ ¯О‡НЛ ˝ОВНЪ У‰У‚ П‡ УН Дзй-25...28 Л Дзй-н ([S]Me = 0,014–0,019 %).
70