Розкиснювання металів

Розки́снювання мета́лів (в літературі 1970-80-их вживалось розки́слювання мета́лів) — процес видалення з розплавлених металів (головним чином сталі чи інших сплавів на основі заліза) розчиненого в них кисню, який є шкідливою домішкою, що погіршує механічні властивості металу а також, один з процесів рафінування металів.

Загальний опис

Для розкиснювання застосовують хімічні елементи — розкиснювачі (або їхні сплави, наприклад феросплави), що здатні з'єднуватися з киснем. Продукти розкиснення спливають у шлак або видаляються у вигляді газу (оксиду вуглецю). Розкиснення провадять безпосередньо в плавильних печах звичайно в кінці плавки або поза печами — в ковшах.

Розкиснення сталі

До найпоширеніших розкиснювачів сталі належать кремній, манган і алюміній, а також кальцій, церій, титан, магній, дзеркальний чавун. Розкисненню сталі сприяє обробка вакуумом (вакуумування сталі). При розкисненні сталі алюмінієм утворюється вельми міцний оксид Al₂O₃, що виділяється в рідкому металі у вигляді окремої твердої фази. Ступінь розкиснювання, тобто кінцевий вміст кисню в металі (О). наприклад при реакції R + О = RO (T), де R і O — розкиснювач і кисень в металевому розчині, визначається концентрацією розкиснювача (R), температурою і міцністю оксиду RO. Відповідно до закону мас, константа рівноваги приведеної вище реакції має вигляд

її чисельне значення тим більше, чим міцніший оксид, тобто чим значніший спад вільної енергії при його утворенні з елементів і, отже, менше (О) при даних концентрації R і температурі. Для ефективного розкиснювання необхідно, щоб продукти розкиснювання не залишалися в сталі у вигляді неметалічних включень. Швидкість їх спливання на поверхню рідкої ванни залежить від температури і в'язкості металу, щільності включень, інтенсивності потоків усередині розплаву. Видаленню включень сприяє присутність рідкого шлаку, що асимілює оксиди.

Розкиснення кольорових металів

Деякі кольорові метали (наприклад, мідь, нікель) розкиснюють воднем або матеріалами і речовинами, що містять вуглець.

Див. також

• Мартенівський спосіб одержання сталі
• Киснево-конверторний спосіб одержання сталі
• Електрошлаковий переплав
• Вакуумна металургія

Примітки

1. «Розкислення» [ 25 вересня 2016 у Wayback Machine.] // Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
2. ДСТУ 3790-98 Металургія кольорових металів. Терміни та визначення основних понять.

Література

• Мовчан В. П., Бережний М. М. Основи металургії. — Дніпропетровськ : Пороги, 2001. — 336 с.