Почему сталь в конвертере Бессемера не остывает под воздействием вдуваемого в нее кислорода?

Задача, которую вы задаете, связана с технологией производства стали в конвертере Бессемера. Чтобы понять, почему сталь не остывает под воздействием кислорода, давайте рассмотрим процесс производства стали с помощью конвертера Бессемера более подробно.

Конвертер Бессемера – это расплавляющаяся чаша из специальных почвенных материалов, которая используется для осуществления процесса ферросплавной конверсии, то есть превращения чугуна в сталь. Во время конверсии, кислород вдувается в расплавленный чугун. Процесс протекает следующим образом:

1. Начальная фаза: Конвертер Бессемера загружается расплавленным чугуном, который содержит высокий процент углерода. Расплавленный чугун имеет высокую температуру и нагревается до предельной температуры.

2. Вдувание кислорода: Затем в конвертер Бессемера вдувается струя кислорода через особые приспособления, такие как фурма или стружка. Кислород с высокой скоростью проходит через расплавленный чугун. При этом происходят следующие реакции:

a. Образование оксидов: Кислород реагирует с углеродом в расплавленном чугуне, образуя оксиды углерода (оксид углерода (II) и оксид углерода (IV)):

\[C + O_2 → CO_2\]

b. Окисление примесей: Кислород также окисляет примеси, такие как сера и фосфор, присутствующие в чугуне, что позволяет удалить нежелательные элементы из стали.

3. Выделение тепла: В процессе реакции образуется большое количество тепла, которое продолжает нагревать расплавленный металл и предотвращает его остывание. Количество выделяемого тепла зависит от многих факторов, включая количество вдуваемого кислорода и можно контролировать.

4. Удаление шлака: В результате реакций образуется шлак - нерастворимый остаток, состоящий из оксидов углерода, примесей и других элементов. Шлак удаляется из конвертера Бессемера после окончания процесса промывкой струей воздуха или инертного газа.

Итак, чтобы ответить на ваш вопрос, почему сталь в конвертере Бессемера не остывает под воздействием вдуваемого в нее кислорода, ответ состоит из двух частей:

1. Количество выделяемого тепла: Во время процесса реакции в конвертере Бессемера образуется большое количество тепла, которое моментально выводит сталь из-за кислорода, подаваемого вдуваемого кислорода, и предотвращает ее остывание.

2. Продолжительность процесса: Процесс конверсии стали в конвертере Бессемера обычно занимает всего несколько минут. За это время сталь не успевает остыть до значительного уровня, так как тепло, выделяющееся в результате реакций, продолжает поддерживать ее высокую температуру.

Таким образом, высокая температура и выделение тепла во время реакций в конвертере Бессемера предотвращают остывание стали под воздействием вдуваемого кислорода. Округленный ответ: Сталь не остывает под воздействием вдуваемого в нее кислорода из-за выделения большого количества тепла в результате реакций и короткой продолжительности процесса, что предотвращает ее остывание.

Я надеюсь, что этот подробный ответ помог вам понять, почему сталь не остывает при использовании конвертера Бессемера. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать их!