Такие процессы как окисление или восстановление марганца при производстве стали в дуговых печах происходит на границе раздела металла со шлаком:
- [Mn] + (FeO) = (MnO) + [Fe],
- G0 = -137,7 кДж (-32 900 кал).
где концентрации (MnO) и (FeO) выражены в мольных долях или массовых процентах, а активность марганца, образующего с железом раствор, близкий к идеальному, принята равной его массовому содержанию.
Исследования ряда авторов показали, что коэффициенты активностей закиси марганца и закиси железа равны единице лишь для шлаков, состоящих только из окислов марганца и железа. Для реальных сталеплавильных шлаков величина коэффициентов активностей отличается от единицы; не равно единице и отношение:
Закись марганца имеет в шлаке более выраженные основные свойства, чем закись железа. В кислых шлаках катионы марганца образуют с кремнекислородными анионами соединения, более прочные, чем катионы железа, и отношение MnO/FeO делается меньше единицы. В основных шлаках (CaO/SiO2 > 2), напротив, рост активности катионов марганца опережает рост активности катионов железа и отношение MnO/FeO делается больше единицы.
Для реальных сталеплавильных шлаков отношение fmo/fpeo близко к единице лишь при основности шлака, равной примерно 2. При большей основности шлака отношение MnO/FеO равно 1,2—1,3. Эту величину и следует учитывать при определении константы равновесия марганца для условий окисления марганца при плавке стали в основных дуговых печах. B процессе плавки в дуговых печах реакция окисления марганца достигает равновесия.
Cтепень окисления марганца в значительной мере зависит от температуры. При ее повышении равновесное содержание марганца в металле возрастает. Значительное восстановление марганца во время окислительного периода свидетельствует о «горячем» ходе процесса.
Смотрите видео на металлургическую тематику в нашем новом разделе - "ВИДЕО"
