3. Факторы, влияющие на зарождение неметаллических включений Поскольку легче всего образуются включения, содержащие FeO или FeS, остановимся еще на одной стороне процесса их образования. Как известно [3], при контакте двух проводящих фаз между ними возникает разность электрических потенциалов, появление которой связано с образованием двойного электрического слоя. При наличии на границе фаз двойного электрического слоя величина межфазного натяжения, по данным [263], уменьшается и составляет см_в=с0--!~Сдф2,(Ш.8) где с0 — величина поверхностного натяжения при потенциале нулевого заряда; Сд — емкость двойного слоя; ф — электрический потенциал. Следовательно, чем больше емкость и потенциал двойного электрического слоя, тем меньше величина стм_в и больше вероятность образования зародыша неметаллического включения. Величины межфазного натяжения, которые использовались при расчетах [196], определены после некоторой выдержки системы металл—шлак, т. е. при установившихся значениях Сд и ф. Однако, как показали эксперименты [321], в момент добавки в шлак, покрывающий металл, окислов железа или его сульфида величина потенциала резко возрастает (рис. 26), а спустя некоторое время понижается до первоначального значения. Поскольку образование зародыша вследствие малого времени процесса характеризуется резким возрастанием концентрации выделяющегося вещества (FeO, FeS) в каком-то объеме расплава, при образовании включения, содержащего значительное количество FeO или FeS, возможно такое же быстрое повышение потенциала, как и при добавке окислов железа или FeS в шлак, а это согласно выражению (II 1.8) должно привести к снижению величины Стм-в и облегчению появления зародыша в однородной среде. Кроме того, в процессе реакции и создания межфазной поверхности металл—включение величина межфазного натяжения увеличивается [1421 по ходу протекания реакции и достигает равновесного значения стм-в. которое используется в расчетах и которое выше динамического значения Ом-в- Существенное влияние на возникновение неметаллических включений может оказать и одновременное участие в образовании зародыша двух или нескольких компонентов. Впервые 1 -50 Ч5т,тн Рис. 26. Изменение во времени электрического потенциала в системе чугун — шлак (СаО—А1203—5Ю2) при введении в шлак оксидов железа (о) и сернистого железа (б) [321]: 1 — присадка Ре304; 2 — присадка Ре203: 3 — присадка реБ. эти вопросы были рассмотрены Д. М. Лаптевым [116], а позднее А. Д. Дрозиным, Д. Я. Поволоцким, В. Е. Рощиным [76, 230]. Согласно данным Д. М. Лаптева, для случая образования зародыша неметаллического включения двумя компонентами критическое число частиц в зародыше при условии, что значения стм_в и Ум для чистых компонентов близки, будут ("1 + »п)кр = —--Т ^,ч-,3 ■ • (Ш.9) и. В случае образования зародыша одним компонентом «кр =-- З I RT 1,1 "с") где Уы — молярный объем вещества выделяющейся фазы; I, II — индексы, обозначающие первый и второй компоненты. Определив по формулам (Ш.9) и (ШЛО) значения якр 'кр и («I -\- пи)кр, исследовав соотношение -, Сп/С" = I и изменяющейся величине С1/С1, Д. М. Лаптев обнаружил следующую зависимость между величинами С /С5 и 6 • со 1,4 17.2 2,0 4,0 10,0 1,13
Карта
|
|
