Современные процессы рафинирования стали
  2.4.2 Процессы при растворении в стали сплавов и соединений кальция

В связи с высокой химической активностью металлического кальция по отношению к атмосферным газам и влаге для ввода кальция в металл часто используются его сплавы и химические соединения (силикокальций, карбид кальция и др.). Поэтому целесообразно проанализировать процессы, протекающие при растворении в железе сплавов и соединений кальция.

Данные о влиянии углерода на величину растворимости кальция в жидком железе при 1600оС представлены на рисунке 2.10. Из приведенных данных видно, что растворимость кальция в железе увеличивается при повышении содержания углерода примерно до 0,8 – 0,9%. Дальнейшее увеличение концентрации углерода сопровождается резким уменьшением растворимости кальция, которое объясняется началом протекания реакции образования карбида кальция.

Влияние углерода на растворимость кальция в железа

Рисунок 2.10 – Влияние углерода на растворимость кальция в железа при 1600оС

Химическая устойчивость карбида кальция в высокоуглеродистых расплавах является причиной принципиального различия в механизме реакций, протекающих при обработке карбидом кальция низкоуглеродистой стали и чугуна. При обработке низкоуглеродистого металла карбид кальция в расплаве термодинамически не устойчив и диссоциирует по реакции

В чугуне карбид кальция является устойчивым соединением и реакции рафинирования протекают с участием твердых частиц карбида.

Процессы при растворении силикокальция в железеХарактер процессов, протекающих при растворении силикокальция в железе, поясняется диаграммой на рисунке 2.11.

Рисунок 2.11 – Процессы при растворении силикокальция в железе при 1600оС

В процессе растворения частицы силикокальция обогащаются железом. При этом их химический состав изменяется вдоль пунктирной прямой на рисунке 2.11. В точке r система расслаивается на две несмешивающиеся жидкости, одна из которых обогащена кальцием, а другая железом. При дальнейшем растворении образовавшихся жидкостей их химический состав изменяется вдоль линий r - S2 - 0 и r - k - S - S1 - 0 диаграммы. При этом давление насыщенного пара кальция над богатым кальцием расплавом быстро увеличивается и начинается его испарение. Расчеты показывают, что при вводе силикокальция в сталь количества испарившегося кальция и кальция, непосредственно растворяющегося в металле, соотносятся как 17:1.

Таким образом, характер взаимодействия кальция с расплавом при вводе в низкоуглеродистую сталь металлического кальция, силикокальция и карбида кальция существенно не различается. Опыт показывает, что в большинстве случаев результаты обработки определяются общим количеством введенного в металл кальция и практически не зависят от того, в каком виде он подан в металл.

  2.4.2 Процессы при растворении в стали сплавов и соединений кальция
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ