Современные процессы рафинирования стали
  2.3.1 Термодинамическая оценка глубины дегазации металла

Растворимость кислорода, азота и водорода в металле подчиняется закону Сивертса. Отсюда следует, что содержание газов в стали можно уменьшить путем понижения их парциального давления в контактирующей с металлом газовой фазе при обработке стали в вакууме.

Определение возможной глубины дегазации металла при вакуумировании проводят, сравнивая расчетные значения равновесного парциального давления газа над расплавом с величиной остаточного давления в вакуумной камере. В случаях, когда расчетная величина равновесного парциального давления газа над металлом превышает давление в вакуумной камере, дегазация металла считается возможной.

Результаты термодинамической оценки остаточного содержания газов в железе при вакуумированииРезультаты расчета равновесных парциальных давлений кислорода, азота и водорода в газовой фазе при различном содержании газов в железе показаны на рисунке 2.4. Штриховкой на рисунке отмечена область остаточных давлений, которые могут быть получены в промышленных вакуумных камерах.

Рисунок 2.4 – Результаты термодинамической оценки остаточного содержания газов в железе при вакуумировании

Из рисунка видно, что при вакуумировании расплавов железа в промышленных условиях возможно глубокое рафинирование металла от водорода, остаточное содержание которого может быть получено равным 0,0001% и менее.

Условия удаления азота менее благоприятны и не позволяют понизить концентрацию его в металле менее 0,001%.

Удаление кислорода из расплава в газовую фазу в молекулярной форме не возможно, так как при любой его концентрации равновесное парциальное давление газа над расплавом на несколько порядков меньше остаточного давления в вакуумных камерах.

При вакуумной обработке стали равновесие реакции

смещается в направлении образования дополнительного количества оксида углерода. Если реакция (2.7) протекает без поступления в металл дополнительного количества кислорода, содержание растворенного в металле кислорода уменьшается в результате вакуумно-углеродного раскисления. Если одновременно с протеканием реакции (2.7) в металл поступает дополнительное количество кислорода, возникают условия для глубокого обезуглероживания металла.

  2.3.1 Термодинамическая оценка глубины дегазации металла
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ