Текст № 11

При выборе элементов-раскислителей стали необходимо руководствоваться следующим.

1. Главное требование к элементам-раскислителям состоитв том, что они должны обладать большим сродством к кислороду, чем железо. Чем выше химическое сродство элемента-раскислителя, определяемое по убыли свободной энергии, тем сильнее раскислитель, т. е. в большей степени уменьшается содержание кислорода, остающегося в стали после раскисления.

2. Образующиеся оксиды элементов-раскислителей должны обладать минимальной растворимостью в металле.

3. Целесообразно выбирать элементы-раскислители, дающие оксиды с более низкой температурой плавления, что облегчает получение жидких продуктов раскисления, которые быстрее укрупняются и легче удаляются из металла.

4. Оксиды элементов-раскислителей должны обладать возможно меньшей плотностью, что способствует ускорению удаления из металла продуктов раскисления.

5. Элементы-раскислители должны способствовать уменьшению отрицательного влияния на свойства стали других вредных элементов (кроме кислорода)—серы и азота, а продукты раскисления, не успевшие удалиться из металла, должны способствовать измельчению зерна.

4. Элементы-раскислители и ферросплавы, их содержащие, должны характеризоваться небольшой стоимостью и недефицитностью.

Текст № 12

Величины констант равновесий и изменения свободной энергии рассчитывают на основе стандартных значений изменения энтальпии и энтропии при образовании соединений из элементов при 298 К (25 °С) с использованием выражений для теплоемкостей в виде степенных рядов.

Таким образом, определяя состав газовой фазы и концентрацию углерода в железе при равновесии, можно вычислить активность углерода в растворе относительно графита при данной температуре.

Для изучения равновесия реакции смесь СО и СО₂ заданного состава пропускали над каплей жидкого металла, расположенной на огнеупорной пластинке в трубчатой графитовой печи. По достижении равновесия при постоянной температуре металл закаливали в воде и определяли в нем содержание углерода. Опыты проводили при 1560, 1670 и 1760 °С. Величина r° изменялась в пределах от 100 до 800, а массовая доля углерода в металле — от 0,10 до 0,80 %.

Опыты при других концентрациях углерода показали, что коэффициент его активности не является постоянной величиной и увеличивается при возрастании концентрации углерода. Так, при 1560 °С и содержании углерода 0,69% у_с составил 0,89, а при содержании углерода 1,29 % он был равен 1,08.

Текст № 13

Для десульфурации чугуна используют порошкообразную известь, карбид кальция СаС₂ и металлический магний. Известь должна быть высокого качества с содержанием 90-95% фракции до 0,15 мм вдувается в металл при помощи сжатого воздуха или азота. Расход извести составляет 8—8,5 кг/т, расход сжатого воздуха — 0,005 м³/кг извести. Степень десульфурации при вдувании воздухом составляет 40—45%, при вдувании азотом— до 65%. Кислород воздуха, создавая окислительные условия, снижает эффект десульфурации. Карбид кальция СаС₂ — очень активный десульфуратор, при 1400 °С равновесная с ним концентрация серы имеет порядок 10~⁶ %.

Карбид кальция вносит в зону реакции углерод, что способствует созданию восстановительной атмосферы и углублению процесса десульфурации. Для вдувания СаС₂ можно использовать только нейтральные, безокислительные газы, например азот. В промышленности нашла применение обработка чугуна металлическим магнием, при этом продуктом десульфурации является прочный сульфид MgS, не растворимый в железе. Чушковый магний погружается в металл в специальном огнеупорном колоколе, в который подводится воздух для предотвращения попадания металла под колокол. В колоколе находится подвижная штанга, погружающая магний в металл. В металлургической практике применяют также гранулированный магний, а также инертные материалы (кокс, доломит), пропитанные магнием