Термодинамические свойства оксидов
отражены в величине констант равновесия. Если Kj или К\ большая величина, то
активность (концентрация) [МеЦ в сплаве также
должна быть большой, а активность (концентрация) (Мер) в расплаве представляет
собой малую величину. Чем выше сродство металла к кислороду, тем меньше
значение К;. В этом случае
затрудняется восстановление этого оксида, и он в большей степени остается
в расплаве (шлаке). У металлов с низким сродством к кислороду величины
Kj выше, металл
легко восстанавливается и концентрируется в образующемся металлическом
сплаве.
Из приведенных уравнений следует
также, что при неизменных условиях восстановления (составе газовой
фазы, температуре, давлении) растворение металлов в железе «яп образование с ним химических соединений
(знаменатель в уравнении уменьшается) облегчают восстановление
примесей.
Таким образом, при
восстановлении многокомпонентного расплава газом или твердым углеродом
устанавливаются равновесные концентрации для каждого металла в
образующемся сплаве и его оксида в шлаке. Иначе говоря, все металлы,
оксиды которых содержатся в расплаве, в определенной степени
восстанавливаются и переходят в сплав. В связи с этим при восстановлении
расплавов железорудных материалов нельзя получить чистое железо; оно
всегда будет сопровождаться другими металлами.
Например, в доменной плавке медь
и никель, имеющие меньшее сродство к кислороду, чем железо,
восстанавливаются и переходят в чугун практически полностью.
Наоборот, Al, Mg, Са остаются в основном в шлаке (содержание этих
металлов в чугуне составляет тысячные и даже десятитысячные доли
процента). Фосфор, марганец и кремний распределяются между шлаком и
чугуном в соизмеримых количествах.
Восстановление этих металлов (а
также Cr, V и др.) облегчается в результате их растворения в чугуне или
образования с железом химических соединений. Например, за одинаковый
промежуток времени достигается значительно более высокая степень
восстановления SiOj твердым углеродом в присутствии железа (рис. 52).
Причем этот процесс Иолучает развитие при относительно более
низких темпера-
