Пирометаллургические расплавы в железоуглеродистых расплавах применительно к газовой плавке металла. Черный А.А. - 36 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

36
Активность углерода в расплаве можно рассчитать по уравнению Гиббса-
Дюгема:
∫
−=−
Ft
насFe
x
x
Fe
Fe
c
Fe
насc
насc
c
c
x
a
d
x
x
x
a
x
a
)(
lglglg
)(
)(
, (79)
где а
с(нас)
и х
с(нас)
, х
Fe(нас)
– активность углерода и мольные доли углерода и железа, от-
вечающие насыщенным концентрациям углерода; а
с
, х
с
, х
Fe
– активность углерода и
мольные доли углерода и железа в растворах данного состава.
Максимальная растворимость углерода (предел насыщения) в жидких железо-
углеродистых расплавах определялась из соотношения
[]
(
)
2731054,234,1%
3
−⋅+=
−
ТС
нас
. (80)
В соответствии с уравнением (80) для температуры 1550ºС
[]
28,5%
=
нас
С или
х
с(нас)
= 0,206, а для температуры 1600ºС углерода в растворах отвечают активностям,
равным единице. Исходя из этого, при 1550ºС отрицательный член левой части урав-
нения (79)
686,0
206,0
1
lg
)(
)(
−=−=−
насc
насc
x
a
,
а при 1600ºС
678,0
210,0
1
lg
)(
)(
−=−=−
насc
насc
x
a
.
После подстановки полученных значений в уравнение (79) получим: для
1550ºС
686,0lglglg
)(
+−==
∫
Ft
насFe
x
x
Fe
Fe
c
Fe
c
c
c
x
a
d
x
x
x
a
γ
; (81)
для 1600ºС
678,0lglglg
)(
+−==
∫
Ft
насFe
x
x
Fe
Fe
c
Fe
c
c
c
x
a
d
x
x
x
a
γ
. (82)
При наличии в атмосфере печи восстановительного газа СО растворение угле-
рода происходит совместно с его восстановлением из СО и последующим переходом в
сплав:
3[FeO] + 5(CO) → [Fe
3
C] + 4(CO
2
) (83)
При более высоких температурах СО атмосферы способствует растворению
твердого углерода и соединения его с железом сплава: 
         Активность углерода в расплаве можно рассчитать по уравнению Гиббса-
Дюгема:
                                                    xFt
                              ac    ac ( нас )                x  a
                            lg − lg            = − ∫ Fe d lg Fe ,                     (79)
                              xc    xc ( нас )    xFe ( нас )
                                                              xc x Fe

где ас(нас) и хс(нас), хFe(нас) – активность углерода и мольные доли углерода и железа, от-
вечающие насыщенным концентрациям углерода; ас, хс, хFe – активность углерода и
мольные доли углерода и железа в растворах данного состава.
         Максимальная растворимость углерода (предел насыщения) в жидких железо-
углеродистых расплавах определялась из соотношения
                            [%С ]нас = 1,34 + 2,54 ⋅10 −3 (Т − 273) .                 (80)
         В соответствии с уравнением (80) для температуры 1550ºС [%С ]нас = 5,28 или
хс(нас)= 0,206, а для температуры 1600ºС углерода в растворах отвечают активностям,
равным единице. Исходя из этого, при 1550ºС отрицательный член левой части урав-
нения (79)
                                           ac ( нас )          1
                                    − lg                =−         = −0,686 ,
                                           xc ( нас )        0,206

а при 1600ºС
                                           ac ( нас )          1
                                    − lg                =−         = −0,678 .
                                           xc ( нас )        0,210

         После подстановки полученных значений в уравнение (79) получим: для
1550ºС
                                               x
                           ac                 Ft
                                                      x  a
                      lg      = lg γ c = − ∫ Fe d lg Fe + 0,686 ;                     (81)
                           xc             xFe ( нас )
                                                      xc x Fe

для 1600ºС
                                               x
                        ac               Ft
                                                 x  a
                      lg = lg γ c = − ∫ Fe d lg Fe + 0,678 .                          (82)
                        xc           xFe ( нас )
                                                 xc x Fe

         При наличии в атмосфере печи восстановительного газа СО растворение угле-
рода происходит совместно с его восстановлением из СО и последующим переходом в
сплав:
                  3[FeO] + 5(CO) → [Fe3C] + 4(CO2)                                    (83)
         При более высоких температурах СО атмосферы способствует растворению
твердого углерода и соединения его с железом сплава:


                                                         36

Страницы