yandex.metrica
Электрометаллургия

Последовательность окисления примесей

В окислительный период протекают реакции окисления углерода, марганца, фосфора и других примесей. Последовательность их окисления определяется, степенью химического сродства к Равновесное содержание кислорода в железе в присутствии различных примесей при окислении углерода (I), кремния и углерода (II), углерода и марганца (III)кислороду, которая количественно характеризуется изменением изобарно-изотермического потенциала ∇G0T. Наибольшее отрицательное значение ∇G0T свидетельствует о наибольшем сродстве данного компонента к кислороду. Следует, однако, иметь в виду, что табличные значения изменения изобарно-изотермического потенциала, в том числе и приведенные в табл. 2, относятся к случаю, когда окисляющиеся примеси находятся в свободном состоянии. В большинстве случае концентрация элементов оказывается различной. Для решения подобных задач удобнее пользоваться значением упругостей диссоциации оксидов, образуемых компонентами расплавленной сталеплавильной ванны, или сравнением равновесных содержаний кислорода в металле.

На рис. 81 представлена зависимость равновесного содержания кислорода в железе в присутствии различных элементов при 1600° С. Чем ниже равновесное содержание кислорода, тем больше сродство элемента растворенного в металле к кислороду, тем быстрее этот элемент окисляется, Способ использования диаграммы рис. 81 можно продемонстрировать на примере. Металл по расплавлении имеет следующий состав: 0,5% C; 0,4% Mn; 0,15% Si температура металла 1600° С. Необ­ходимо определить последовательность окисления при­месей в окислительный период. Находим по диаграмме равновесное содержание кислорода для каждого из при­веденных элементов:

таблица

Как видно, минимальное равновесное содержание кислорода соответствует содержанию 0,5% С. Поэтому в первую очередь начинает окисляться углерод, а содержа­ние кислорода в металле возрастает. Углерод окисляет­ся до тех пор, пока равновесное с ним содержание кис­лорода не достигнет 0,021%. Это наступит при содержа­нии 0,125% С. С этого момента одновременно окисляют­ся кремний и углерод. При достижении равновесного содержания кислорода, равного 0,1%, когда в металле останутся следы кремния и 0,025%С, начинает окислять­ся марганец. На диаграмме рис. 81 показаны интервалы последовательности окисления элементов. Таким образом, термодинамический анализ позволяет ориентиро­ваться в окислительных процессах в сталеплавильных ваннах, и поэтому подобный анализ находит широкое применение.