рного блоку:
температура навколишнього середовища, ° С від 0 до 50
відносна вологість, °/о, не більше 90
. Розрахунок K/F-фактора
У цьому пункті розглядаються наступні питання:
- термодинамічні основи вимірювання вмісту азоту;
- таблиці для розрахунку термодинамічних даних;
- вплив глибини занурення на результат вимірювання.
Розчинність азоту в рідкій сталі.
Процес розчинення азоту в рідкої сталі описується реакцією (1)
/2 N 2 V Ht (steel) (1)
Константа рівноваги цієї реакції має вигляд, представлений у формулі (2)
До N (Т)=а lt; N)/(Р N 2) 1/2, (2)
або, у разі переходу до концентрації азоту через параметри взаємодії присутніх у стали елементів по азоту має вигляд, представлений у формулі (3)
До N (Т)/f N=[N]/(Р ш) 1/2. (3)
У технічній літературі є достатньо даних по К N (Т) і f N. Згідно Fuwai залежність К N (Т) від температури описується наступним рівнянням (4)
LogК N (Т)=- 1900/Т + 0.9201 (4)
Для основних елементів, присутніх в сталі (С, Сг, Mn, Nb, Ni, SiandTi) можна розрахувати по рівнянню (5) N=0,06 [С] - 0,0022 [Сг]- 0,0014 [Мп] - 0,0023 [Nb] + 10,0016 [Ni] +0,023 [Si] - 0,019 [Ti] + 0,0022 [% Mo] - 0,0074 [V] + 0,0018 [Co]. (5)
Висновок
Система Nitris вимірює рівноважний з рідкою сталлю парціальний тиск азоту, яке потім перераховується в вміст азоту відповідно до закону Сівертсен - формула (6)
, (6)
де N - вміст азоту в сталі, а% на см 3/100 г;
К - константа рівноваги реакції: N 2? 2 N;
f- коефіцієнт активності азоту в сталі;
РN2 - парціальний тиск азоту.
Глибина занурення зонда в ванну.
Глибина занурення зонда Nitris у ванну лише незначно впливає на результат вимірювання. Це пояснюється тією обставиною, що прилад Multi-Lab Nitris фактично вимірює вміст азоту в несучому газі (в об'ємних відсотків) при загальному тиску газу в місці занурення зонда. Останнє є сумою атмосферного тиску і ферростатіческого тиску на глибині занурення зонда.
Загальний тиск при глибині занурення 0: атмосферний тиск тисяча ГПа.
Загальний тиск при глибині занурення 25 см: атмосферний тиск 1000 ГПа і ферростатіческое тиск шару 25 см сталі.
Загальний тиск на глибині шару сталі 25 см, шару шлаку 5 см може бути легко розраховане за наведеною нижче формулою (7)
Р=Pat + 3.04 * (див шару шлаку) + 6.95 * (див шару сталі)=(7)
=1013 + 3.04 * 5 + 6.95 * 25=1219 ГПа,
де Pat- атмосферний тиск, рівне приблизно 1013 ГПа.
Якщо виміряне вміст азоту в несучому газі буде, наприклад, 5%, то це означає, що парціальний тиск азоту становить 50 ГПа при глибині занурення 0 см (5% від 1000=50 ГПа).
Те ж саме вміст азоту 5% при глибині занурення 25 см, повинно було б дати 66 ГПа (5% від 1219=66 ГПа).
«Скоригована» на глибину занурення вміст азоту слід розраховувати за формулою (8)
, (8)
де Н 0cm- виміряне значення вмісту азоту при глибині занурення 0 см, см 3/100 г.
У таблиці 5 показано відхилення вмісту азоту (у% від виміряного значення) при різній глибині занурення зонда в ванну (що має місце в реальних умовах виміру) від значення, яке розраховане при глибиною занурення зонда 25 см при відсутності шлаку. На практиці глибина занурення зонда може коливатися в межах від 20 до 40 см. З наведеної таблиці видно, що при таких коливаннях глибини занурення зонда в ванну відхилення може скласти максимум 5%, ніж у переважній більшості випадків можна знехтувати.
Таблиця 5 - Відхилення вмісту азоту (у відсотках від виміряного значення) при різній глибині занурення зонда в ванну від значення, яке розраховане при глибиною занурення зонда 25 см при відсутності шлаку
Товщина шлаку, смГлубіна занурення в сталь, см15202530354045502-3,0-1,50,01,42,94,35,77,04-2,7-1,20,21,73,14,55,97,36-2,4-1,00,51,93,44,86,17,58-2,2-0,70,82,23,65,06,47,710-1,9-0,41,02,43,95,26,68,012-1,7-0,21,32,74,15,56,98,214-1,40,11,52,94,35,77,18,416-1,10,31,83,24,66,07,38,718-0,90,62,03,44,86,...
