- •Основы физической химии сплавов
- •Металлургические процессы
- •Физическая химия металлургических процессов
- •Основные понятия и величины термодинамики
- •Первый закон термодинамики
- •Тепловые эффекты реакций. Закон Гесса
- •Зависимость теплового эффекта реакции от температуры. Закон Кирхгофа
- •Второй закон термодинамики
- •Энтропия
- •Термодинамические потенциалы. Максимальная и максимально полезная работа
- •Основные термодинамические свойства и константы элементов металлургических систем
- •Константы равновесия химических реакций
- •Химическое равновесие в гомогенной среде
- •Активность. Коэффициент активности
- •Уравнение изотермы химической реакции
- •Принцип смещения равновесия
- •Равновесие в гетерогенных системах
- •Закон равновесия фаз (правило фаз)
- •Стадии и режимы гетерогенных процессов
- •Диффузионные процессы
- •Горение топлива
- •Горение углерода
- •Диссоциация карбонатов и оксидов
- •Образование оксидных фаз
- •Восстановление металлов из оксидов
- •Восстановление оксидов железа
- •Состав и строение шлаков
- •Свойства жидких шлаков
- •Расплавленный металл
- •Растворы
- •Стандартное состояние и растворы сравнения
- •Взаимодействие металлических и шлаковых расплавов
- •Этапы плавки стали
- •Окисление углерода
- •Окисление кремния
- •Окисление марганца
- •Дефосфорация
- •Десульфурация
- •Раскисление
Раскисление
Раскисление - это заключительная технологическая операция плавильного процесса. Она проводится для того, чтобы снизить до минимума содержание кислорода, остающегося в расплаве после окислительного рафинирования. Кислород необходимо перевести в соединения, которые должны быть удалены из расплава.
Критерием раскислительной способности того или иного элемента является активность кислорода в металле, которая находится в равновесии с определенной концентрацией (активностью) элемента раскислителя и с продуктами раскисления, образуемыми раскислителем с кислородом.
При одновременном использовании нескольких раскислителей раскислительная способность каждого из них может увеличваться. Известно, что марганец и кремний взаимно усиливают раскислительную способность друг друга.
При выборе раскислителей необходимо отдавать предпочтение тем элементам, которые образуют оксиды, взаимодействующие между собой с образованием соединений с невысокой температурой плавления, желательно ниже температуры раскисляемого сплава, и плотностью намного меньше плотности сплава.
Требования, предъявляемые к раскислителям:
- при возможно малых концентрациях они должны обладать в условиях раскисления большим сродством к кислороду, чем раскисляемый Ме;
- остающиеся в расплаве раскислители не должны оказывать вредного влияния на свойства сплава;
- оксиды, образованные раскислителем, должны в минимальной степени растворяться в раскисляемом металле;
- нерациональные потери раскислителя должны быть минимальны;
- раскислители должны быть дешевыми и недифицитными.
Для раскисления железоуглеродистых сплавов используют C, Mn, Si, Al, Ti, Ca и др.
Процесс удаления продуктов раскисления связан не только с их природой, но и со многими побочными факторами: глубина ванны, высота ковша и др.
Эффективным средством раскисления сплавов является использование вакуума. В вакууме усиливается раскислительная способность элементов и создаются благоприятные условия для дегазации и удаления неметаллических включений. Но в вакууме возникает опасность взаимодействия жидкого металла с оксидами огнеупорных материалов футеровки.