§ 1. Общие сведения по физической химии, используемые при изучении металлургии стали | Металлолом

Развитие и усовершенствование сталеплавильных процессов и получение качественной стали невозможно без глубокого изучения сущности физических явлений и сложных физико-химических превращений, протекаемых в сталеплавильной ванне. Информация о параметрах плавки стали (давление, температура, концентрация) позволяет с использованием законов физической химии определить направление протекания процесса и продук­ты, образующиеся в результате его протекания; преде­лы, до которых может протекать процесс, и, наконец, скорость процесса и возможности ее увеличения. Пер­вые две задачи решаются методами термодинамики, третья — законами кинетики.

Термодинамика. Термодинамика изучает законы теп­лового равновесия и перехода энергии из одной формы в другую, позволяет определить тепловые эффекты, со­провождающие различные процессы, установить их воз­можности, направление и пределы самопроизвольного течения.

Объектом термодинамического исследования явля­ется система, характеризуемая параметрами состояния. Всякое изменение в системе, связанное с изменением этих параметров, называется процессом. Например, любой металлургический агрегат — это сложная система, в ко­торой параметрами состояния являются: давление в ра­бочем пространстве печи, температура металла, шлака, газовой фазы, футеровки печи, концентрации компонен­тов газовой атмосферы, металла, шлака и т. д.

Для определения характеристик процесса применяют термодинамические функции: энтропию S, изменение ко­торой наиболее просто характеризует процессы в изоли­рованных – систем ах; термодинамический потенциал G, позволяющий получить характеристики процессов при различных условиях их проведения; энтальпию H и теп­ловой эффект АН. Наибольшее практическое значение имеет функция G = H—TS. Для химической реакции эта зависимость записывается: AG=AH—TAS, где АН — изобарный тепловой эффект реакции; AS — изменение энтропии.

Самопроизвольные процессы, происходящие при ус­ловии р, T=Const (в металлургии обычно имеют дело с процессами, протекающими при постоянном давлении), возможны лишь в направлении уменьшения G, когда AG

Scroll to Top