Краткие сведения о физико-химических процессах производства стали, страница 4

Химическое сродство элемента к кислороду тем больше, чем больше по абсолютной величине отрицательное значение DG⁰.

Из справочных данных следует, что у никеля, меди и молибдена химическое сродство к кислороду заметно ниже, чем у железа, поэтому эти элементы в присутствии жидкого железа (при продувке кислородом в конвертере) не окисляются.

Очень велико химическое сродство к кислороду у кальция, алюминия, магния, поэтому, если их ввести в конвертерную ванну, они окислились бы за несколько секунд.

Обычные составляющие жидкой конвертерной ванны: кремний, марганец и углерод имеют более высокое химическое сродство к кислороду, чем железо, поэтому при продувке окисляются эти элементы, а не железо.

При низких температурах (1450–1500°С и менее) химическое сродство к кислороду у кремния и марганца выше, а при более высоких температурах – ниже, чем у углерода.

По этой причине кремний и марганец всегда окисляются в начале продувки, когда температура в конвертере сравнительно невысока.

Иногда химическое сродство элементов к кислороду оценивают по давлению диссоциации оксида; чем ниже давление диссоциации, тем прочнее оксид и тем выше химическое сродство составляющих оксида.

Принцип смещения равновесия (принцип Ле-Шателье) заключается в том, что установившееся равновесие химического процесса смещается, если изменить внешние условия.

Использование этого принципа позволяет изменять ход реакций в необходимом направлении.

Этот принцип можно сформулировать следующим образом: если на систему, находящуюся в равновесии, оказано внешнее воздействие, то равновесие в ней смещается в направлении, уменьшающем оказанное воздействие.

Например:

1)  если повысить температуру, то реакция пойдет в направлении, сопровождающемся поглощением тепла, и наоборот;

2)  если в систему добавить компоненты, стоящие в уравнении реакции слева, например, компоненты А и В в реакции: A + B = C + D, то равновесие реакции сдвинется вправо, т.е. в сторону уменьшения количества веществ А и В и наоборот;

3)  если в реакциях, идущих с участием газовой фазы, повысить давление, то реакция пойдет в направлении с уменьшением числа молей газообразных веществ, поскольку давление в системе тем меньше, чем в ней меньше молекул газа.