Типы и характеристика атмосфер, стр.153-154

При постоянном составе атмосферы

Kp, 1=   равновесие
наступает при определенной темпера­туре, ниже которой сталь окисляется, а выше — происходит восстановление окислов. Скорость этой реакции весьма незначительна, а термодинамическая возможность ее протекания понижается с повышением температуры (см. фиг. 2). При слабой циркуляции атмосферы в печи (малый расход газа) за счет незначительного обезуглероживания стали может наступить равновесие реакции (5). Например, для равновесия со сталью. Следовательно, атмосфера Н2—Н20—N2 может быть равновесной при взаимодействии по реакции (1) и обезуглероживающей — по реакциям (5) и (6). Скорость этой реакции очень высока, а термодинамическая возможность ее протекания увеличивается с повышением температуры (см. фиг. 5). Эта реакция и определяет обезуглероживание стали. Она может быть заторможена только глубокой осушкой атмосферы (ниже точки росы —40°).

Взаимодействие со сталью контролируемой атмосферы третьего типа Н2—СО—Н20—N2 регулируется направлением трех реакций: (1) — устанавливающей равновесие; (2) — приводящей к восстановлению окислов, напримерFеО + СО е + СО2и (6) — также устанавливающей равновесие:СFе + Н20 СО + Н2.Равновесие реакции (1) определяется теми же условиями, что и для атмосферы I типа.Ввиду отсутствия в составе атмосферы двуокиси углерода, реакция (2) может протекать только справа налево, т. е. в сторону восстановления окислов.Равновесие реакции (6) зависит от значения постоянной равновесия реакции (6г):С повышением температуры постоянная равновесия увеличивается (снижается равновесное содержание водяного пара), с понижением температуры, наоборот, постоянная равновесия уменьшается. повышением температуры постоянная равновесия наступает при определенной температуре, ниже которой сталь науглероживается, а выше сталь обезуглероживается. Термодинамически наиболее возможной в сравнении с реакцией (6) является реакция (8), поэтому часть метана пойдет на соединение с водяным паром и реакция (6) в направлении слева направо затормозится, станет равновесной или даже изменит направление; влажность атмосферы на выходе из печи уменьшится. Следовательно, атмосфера Н2—СО— —Н20—СН4—N2 является науглероживающей — газовый карбюризатор.В процессе науглероживания стали до определенной, требуемой по техническим условиям концентрации углерода и поверхностном слое необходимо в первый период (или в первой зоне печи непрерывного действия) подавать в печь атмосферу типа IIIа — науглероживающую, а во второй период (во вторую зону печи) подавать атмосферу типа III — равновесную, с автоматическим регулированием содержания в ней водяного пара.Атмосфера IVтипа СО—С02—N2 имеет чисто теоретическое значение, поскольку она является определяющей две основные реакции взаимодействия: реакцию (2) и реакцию (4); практического значения эта атмосфера не имеет из-за трудности практического ее получения в таком составе.Взаимодействие со сталью атмосферы V типа СО—СО2— Н2— Н20—N2 регулируется направлением реакций (1) и (2) окисления и восстановления окислов, определяющих при известных температурах равновесное состояние.