Теоретические основы металлургического производства
  14.2 Основные физико-химические свойства серы

Сера имеет температуру кипения 445оС и при температурах сталеплавильных процессов находится в газообразном состоянии. Поэтому реакция растворения серы в жидком железе описывается уравнением

Равновесное парциальное давление серы над расплавами железа очень мало. Поэтому в исследованиях растворимости серы в металле и шлаке обычно используются газовые смеси, например, H2-H2S.

Согласно данным Дж. Чипмана изменение энергии Гиббса при растворении серы в железе может быть описано уравнением

Калориметрические исследования теплоты растворения серы в железе дают несколько меньшие значения теплоты растворения H = – 72000 Дж/моль. Если рассчитать температурную зависимость изменения энергии Гиббса реакции (14.1), приняв за основу калориметрические значения H, уравнение для определения изменения энергии Гиббса реакции (14.1) будет иметь вид

Из уравнения (14.3) получим

Уравнения (14.2) и (14.3) свидетельствуют о достаточно сильном взаимодействии между атомами железа и серы в расплаве. Поэтому одной из наиболее вероятных форм существования серы в расплавах железа обычно называют группировку атомов, близкую по составу к химическому соединению FeS.

Влияние примесей металлического расплава на величину коэффициента активности серы показано на рисунке 14.4. Следует обратить внимание на то, что коэффициент активности серы быстро увеличивается при наличии в расплаве углерода и кремния. В чугунах различного состава он может достигать 4 – 6. Поэтому на стадии подготовки чугуна к сталеплавильному переделу термодинамические условия десульфурации металла значительно более благоприятны, чем непосредственно в сталеплавильных агрегатах.

Влияние примесей на величину коэффициента активности серы в жидком железе

Рисунок 14.4 – Влияние примесей на величину коэффициента активности серы в жидком железе при 1600оС

  14.2 Основные физико-химические свойства серы
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ