Введение Na20 в шлак также способствует развитию взаимодействия его с металлом (опыты 11 и 12), что выражается в увеличении константы скорости реакции. Возможно, что появление Na20 уменьшает связь катионов железа с расплавом и облегчает их переход в металл. Этот факт согласуется с влиянием Na20 на межфазное натяжение на границе чугун - шлак [10].
В случае сплавов на основе марганца (опыты 13 и 14) константа скорости несколько меньше, чем для железистых сплавов. Это можно объяснить более прочной связью с шлаком катионов марганца до сравнению с ионами железа.
Полученные данные показывают, что собственно скорость обмена ионами железа (или марганца) между чугуном и ферросплавами с шлаком, содержащим незначительное количество FeO (или МпО), невелика и составляет около 10-6 г-атом/сек через 1 см2 при температуре около 1560 .
По значениям 7.д из соотношения (3) были оценены величины коэффициентов диффузии ионов железа в шлаках.
Данные, представленные в табл. 3, совпадают с полученными методом радиоактивных изотопов [11]. Во всех изученных случаях для
чугунов и ферросплавов v0 меньше, чем -т- С, т. е. k <[ -т-, и взаимодействие между ними и шлаком протекает в кинетическом режиме.
По-видимому, незначительную скорость взаимодействия в случае сплавов железа с С, Si, P и марганца с Si, С можно объяснить своеобразной изоляцией поверхностных атомов, металлов, обусловленной межфазной активностью введенных в него добавок [8]. Уменьшение концентрации добавок в таком случае должно способствовать развитию процесса взаимодействия.
Действительно, в случае технически чистых железа и марганца (опыты 15 и 16) константа скорости реакции возрастает в 103 раз. Такое изменение k переводит процесс из кинетического режима в диффузионный.
Таким образом, применение электрохимического метода к исследованию взаимодействия жидкого металла с шлаком позволило найти кинетические характеристики его k и D, а также определить условие реализации как диффузионного, так и кинетического режимов.
Литература
1. С. И. Филипов. Теория процесса обезуглероживания стали. Металлургиздат»
1958.
2. В. В. С о с н и н, Е. Н. Я р х о и О. В. Т р а в и н. Тр. Всесоюзной конференции по применению радиоактивных и стабильных изотопов и излучений в народном хозяйстве и науке. Раздел «Металлургия и металловедение». Изд-во АН СССР, 1958, стр. 11.
3. Л. А. Ш в а р ц м а н и П. А. Г р у з и н. Сб. «Проблемы металловедения и физики металлов», вып. 3. Металлургиздат, 1952.
4. О. В. Т р а в и н. Л. А. Ш в а р ц м а н. Журн. физ. химии, 29, № 11, 1955.
5. О. А. Е с и н и В. Н. Ш и х о в. Изв. АН СССР, ОТН, № 2, 105, 1955.
6. О. А. Е с и н и П. В. Г е л ь д. Физическая химия пирометаллургических процессов, ч. II. Металлургиздат, 1954, стр. 430 и др.
7. Б. В. Э р ш л е р. Журн. физ. химии, 22, 683, 1948.
8. Ю. П. Н и к и т и н и О. А. Е с и н. Докл. АН СССР, 111, 133, 1956; 116, 63, 1957; 122, 166, 1958.
9. А. Н. Ф р у м к и н, В. С. Б а г о ц к и и, 3. А. И о ф а, Б. Н. К а б а н о в. Кинетика электродных процессов. Изд. МГУ, 1952.
10. Ю.П.Никитин, О. А. Е си н, С. И. П one ль. Докл. АН СССР, 87, 813, 1952.
11. Ю. П. Н и к и т и н, О. А. Е с и н. и Е. С. В о р о н ц о в, Журн. физ. химии, 32, № 6, 1420, 1958.