Производство металлических конструкционных материалов. Казармщиков И.Т. - 40 стр.

     5 Производство стали

     5.1 Общие основы и сущность сталеплавильного производства

    Сталью называют деформируемый сплав железа с углеродом и другими
    примесями. Содержание углерода в стали обычно не превышает 1,3 %.
    Получение железа в чистом виде представляет собой дорогостоящий
    процесс, и чистое железо используют для специальных целей. В технике и
    быту используют преимущественно сталь.
     Сталеплавильный процесс представляет собой сложную систему, в ходе
которого выделяется или поглощается теплота, достигается или нарушается
равновесие протекающих реакций, происходят другие энергетические процессы.
     Для характеристики состояния системы используют величины, называемые
параметрами состояния. Параметрами состояния являются давление, объем,
концентрация, температура. Величины, характеризующие процесс или изменение
системы, связанное с изменением параметров состояния, называют параметрами
процесса. Ими являются:
     - тепловой эффект реакции, Q;
     - изменения свободной энергии, ∆G или изменение изобарного
         потенциала;
     - изменение энтропии, ∆S;
     - изменение энтальпии, ∆H;
     - изменение давления, ∆P.
     В сталеплавильной практике обычно приходится иметь дело с процессами,
протекающими при постоянном давлении. Поэтому при буквенных символах
параметров ставят индекс Р (давление). Например, Qр – тепловой эффект при
постоянном давлении, Кр – константа равновесия процесса и так далее.
     Характеристикой возможности протекания процесса служит величина
изменения свободной энергии системы
                           ∆G=∆H - T∆S
     Если величина     ∆G меньше нуля, то при данной реакции выделяется
энергия, идет самопроизвольный процесс. Если величина ∆G равна нулю, то это
означает, что реакция достигла состояния равновесия. Если же величина     ∆G
больше нуля, то это значит, что самопроизвольный процесс протекать не может, и
реакция протекает в обратном направлении.
     Величина константы равновесия Кр характеризует в какой степени реакция
протекает в ту или иную сторону. Величина      ∆G и Кр связаны между собой
соотношением:

                          ∆G = −RT ⋅ ln K p


     Можно записать
                          − RT ⋅ ln K P = ∆H − T∆S