Состав атмосферы в печи в зависимости от температуры, стр.155-156

Состав этой атмосферы в печи в зави¬симости от температуры регулируется направлением реакции (3) водяного газаСО2+Н2 СО — Н2О.Ввиду того, что в составе указанной выше атмосферы содержится значительное ко¬личество двуокиси углерода, водорода и водяного пара, взаимодействие ее с углеродом стали происходит по реак¬циям:СFe +С02 2СО (обезуглероживание); (4)СFе+2Н2 СН4 (обезуглероживание); (5)СFе + Н20 СО + Н2 (обезуглероживание) (6)может быть равновесной, в зависимости от условий равновесия газов-окисли¬телей и восстановителей, но обезугле¬роживающей при любых температурах.При наличии в составе указанной ат¬мосферы метана возможно протекание следующих реакций:СН4 + С02 2СО + 2Н2; (7г) СН4 + Н20 СО + ЗН2. (8г)Реакции (7) и (8) являются термоди¬намически наиболее возможными в срав¬нении с реакциями (4) и (6), поэтому часть метана пойдет на соединение с двуокисью углерода и водяным паром и реакции (4) и (6) затормозятся в напра¬влении слева направо, станут равновес¬ными или даже изменят направление.Кроме того, наличие метана может привести также к изменению направле¬ния реакции (5).Избыточное количество метана, не всту¬пившее в соединение с двуокисью угле¬рода и водяным паром, пойдет на наугле¬роживание при условии, если или %СН4избыточный > .Атмосфер а СО—Н2—СО2—Н20— —СН4—N2 является при известных усло¬виях науглероживающей (газовый кар¬бюризатор).Посредством регулирования добавки метана к атмосфере типа V можно полу¬чить атмосферу, равновесную со сталью, с определенным содержанием углерода. Процессы светлой закалки, отжига, нормализации, газовой цементации и газо¬вого цианирования могут регулиро¬ваться автоматическим путем установления добавки метана мри постоянном содержании в составе атмосферы водя¬ного пара и двуокиси углерода.Практическое значение может иметь контролируемая атмосфера типа VI N2—СО—Н2 в связи с получением на заводах технического азота в виде отхода при производстве жидкого кислорода.Наличие в составе технического азота остаточного кислорода, доходящего ино¬гда до 3%, наличие водяного пара и неко¬торого количества двуокиси углерода приводит к окислению и обезуглерожи¬ванию стали по реакциям (1), (2), (4) и (6), а также по реакциипМе+О2 = тМеп/mO2/m;2Fе +O2 = 2FеО.Для противодействия агрессивному влиянию кислорода, водяного пара и двуокиси углерода требуется в состав атмосферы технического азота ввести газы-восстановители, водород и окись углерода.При наличии в составе атмосферы водорода прежде всего будет протекать реакция2Н2 + O2 2Н2ОЗа счет этой реакции в составе атмо¬сферы увеличивается содержание окис¬лителя — водяного пара. В этом случае потребуется ввести в состав атмосферы большее количество водорода с расчетом на полное затормаживание реакции (1) в направлении слева направо (с учетом вновь образовавшегося количества водя¬ного пара), получения равновесия или даже восстановления окислов.Для затормаживания в направлении слева направо, получения равновесия или восстановления окислов [по реак¬ции (2)] и науглероживания [по реак¬ции (4)] необходимо в состав атмосферы ввести окись углерода.Совместное влияние водорода и окиси углерода предупреждает обезуглерожи¬вание стали по реакции (6).Наличие в составе атмосферы техни¬ческого азота только одного водорода может привести к защите стали от окисле¬ния, но атмосфера остается обезуглеро¬живающей.Атмосфера N2—СО—Н2 может быть равновесной или восстановительной.