ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Раскисление стали из "Краткий курс физической химии" Так как растворимость кислорода в твердой стали существенно меньше, то при ее кристаллизации образуются окислы железа и содержащихся в нем примесей (FeO, Si02, MnO), которые выделяются по границам зерен, что сильно ухудшает качество металла. Поэтому перед окончанием плавки необходимо уменьшить содержание кислорода в стали, т.е. раскислить ее. С этой целью в сталь вводят металлы, отличающиеся большим сродством к кислороду и хорошо растворяющиеся в жидком железе. [c.103] Рассмотрим, например, раскисление стали алюминием по реакции 2[А1]+3[0] АЬОз. [c.103] Из закона действующих масс следует, что Ка= = ( А1гО,)/( А1 о)- В рассматриваемом случае продукт раскисления АЬОз выделяется в виде чистой твердой фазы, поэтому д, д =1. Таким образом, ири постоянной температуре произведение L = a ,a есть постоянная величина. Очевидно, что чем прочнее образующийся окисел, т. е. чем больше убыль свободной энергии при его образовании из элементов, тем сильнее смещено равновесие реакций раскисления в правую сторону и тем меньше численное значение L. Зная величину L, можно рассчитать концентрацию кислорода в стали при равновесии с заданным количеством раскислителя. При обычных в металлургии концентрациях О и А1 можно вместо активностей в выражении L использовать концентрации. В рассматриваемом случае при 1600°С произведение L= [А1]2[0]з 2-Отсюда следует, что, например, при концентрации алюминия, равной 0,01%, содержание кислорода должно быть близким к 0,0004%- Если при раскислении используют одновременно несколько элементов, то получающиеся окислы могут образовать друг с другом раствор или соединение, и их активности будут меньше единицы. [c.103] Как видно из уравнения для константы равновесия Ка, раскислительная способность каждого из этих элементов при этом увеличивается. [c.103] Раскисление стали может осуществляться и другими восстановителями, например углеродом по реакции [С] + [0]=С0(г). [c.104] Преимущество применения углерода состоит в том, что продуктом раскисления является газ, удаляющийся из металла. Поэтому в отличие от раскисления, например алюминием, в стали не остается неметаллических включений, ухудшающих ее качество. Кроме того, как видно из выражения константы для равновесия рассматриваемой реакции /С=Рсо/([С] [О]), уменьшение парциального давления окиси углерода приводит и к уменьшению произведения [С]-[О], что стимулирует раскисление. Поэтому для глубокого раскисления в промышленности применяют вакуумирование л идкой стали после ее выпуска из печи в различного рода камерах. При вакуумировании благодаря интенсивному выделению СО происходит кипение , вследствие которого сталь освобождается от вредных газов (N2, Нг) и неметаллических включений, что существенно улучшает ее качество. При рсо=1 ат (100 кН/м ) К=1/([С][0]) ив условиях сталеплавильного производства, когда Тл onst, произведение [С] [О] является постоянным. При вакуумной обработке рсо может быть сильно уменьшено, например до 0,01 ат (1 кН/м ), в этом случае раскислительная способность углерода возрастает в сто раз, так как соответственно уменьшается произведение [С] [О]. [c.104] Вернуться к основной статье