Az Egri Pedagógiai Főiskola Évkönyve. 1961. (Acta Academiae Paedagogicae Agriensis ; Tom. 7)

III. Tanulmányok a természettudományok köréből - Szűcs László: A kéntelenítés termodinamikai feltételei a Siemens—Martin (S—M) és Linz—Dommanovitz (L—D) acélgyártási eljárásoknál hazai mangán szegény nyersvas alapanyagot feltételezve

A fent vázolt Marinchek-reakció egyensúlyi állandója: lg K = G - a(AS

) 4,575 ' AFAS] • A A A kéntelenítés tehát termodinamikai szempontból függ a reakció entalpiájától (H), a vasban oldott kén aktivitásától (as), az A 'anyag aktivitásától (aA) és az AS anyag aktivitásától (a

AS

).A salakmentes kéntelenítésnél, ahol ugyanis az A anyag nagyon jól oldódik a vasban, az AS aktivitása természetesen: egy (a

AS — 1)Ha a fentiek szerint az acélnyersvas salakos kéntelenítő anyaga egy fémoxid, akkor az egyenlet értelmében természetesen O-j válik szabaddá: [S] + (AO) = (AS) + O Az oxigén 'aktív anyag lévén, ezen a hőmérsékleten egy másik anyaggal is egyesülhet, az alábbi reakció értelmében: [S] + (AO) = [R] - (AS) + (RO) Az R itt egy oxigénnel vegyülő redukciós anyag. így az összes lehetőségeket felmérve, egy általános egyenletet írhatunk fel: I A í — S = AO = AS + O | AO + R j RO Ismeretes az a termodinamikai törvényszerűség, hogy egy rendszerben az összes lehetséges vegyületek közül azok a legállandóbbak, melyek termodinamikai normálpotenciája (G°

T) vagy más szóval szabad energiája a legnegatívabb. így olyan fémek, amelyek szulfidjai stabilisabbak, mint az FeS, bizonyos kedvező esetekben képesek jó kéntelenítő hatást kifejteni. Több fém mutatkozott jó kéntelenítőnek, amikor szulfidképződési szabad energiájukat az acélgyártás hőintervallumában összehasonlítottuk. A különböző fémszulfidok stabilitását, ha a kén parciális, nyomása logaritmusának (lg p,s>) és hőmértékletének függvényében vizsgáljuk, akkor kapjuk az alábbi egyenletet: Az 1. ábra [3] összehasonlítja a különböző fémszulfidok eme tulajdonságát. Természetesen, minél negatívabb ez az érték, annál stabilisabb az illető fémszulfid. Az 1. ábrát, mint termodinamikai függvényt figyelembe véve, nem nehéz kialakítani a kéntelenítéshez használható anyagokat. Ez a függvénykapcsolat mintegy bizonyítéka annak, hogy .581