Reduction of Barium and Strontium From Sulfates by Carbon Cast Iron

Abstract

14Несмотря на широкое применение барий-и стронцийсодержащих сплавов [1][2][3][4][5][6][7][8] для об-работки сталей и чугунов, поведение этих элементов в железоуглеродистых расплавах требует дополнительного изучения. Эти эле-менты практически не образуют растворов с железом и достаточно быстро выводятся из расплава. Раскисляющая и десульфурирую-щая 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, количе-ство и форму неметаллических включений. В данной работе исследовалось поведение сульфатов бария и стронция в жидком чугу-не. Сульфаты ЩЗМ являются наиболее дос-тупным видом барий-стронцийсодержащего сырья и широко используются при получении модификаторов и ферросплавов. В качестве барийсодержащего материала в данной работе был использован барит (BaSO 4 ). Согласно литературным данным [9], считается, что в нейтральных условиях реак-ция диссоциации сульфата бария начинается при температуре 1239 К и проходит в интер-вале температур 1200-1500 К по реакции BaSO 4 = BaO + SO 2 + 0,5 O 2 .(1) В качестве стронцийсодержащего мине-рала использовали целестин (SrSO 4 ). При ис-пользовании сульфатного сырья для произ-водства барий-стронцийсодержащих сплавов одним из наиболее важных вопросов является поведение серы. Согласно лабораторным ис-следованиям [10][11][12][13] Известно, что поведение бария и стронция в жидких железоуглеродистых сплавах требу-ет 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 распла-ва, 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 ще-лочноземельных металлов. Так, сульфаты бария-стронция широко используются при получе-нии модификаторов и ферросплавов. При использовании сульфатного сырья для производст-ва барий-стронцийсодержащих сплавов одним из наиболее важных вопросов является пове-дение серы.В литературе приводятся сведения по термодинамике и кинетике реакций, протекающих при восстановительном обжиге сульфатов кальция, стронция и бария. Приводится также тер-модинамический анализ реакций в системе MeSO 4 -C (Me -Sr, Ba). Спрогнозирована вероят-ность протекания тех или иных реакций в зависимости от температуры.Целью данной работы было изучение особенностей поведения сульфатов бария и строн-ция 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 тер...