Десульфурация
Применение при плавке в вакуумных печах шихтовых материалов с низким содержанием серы обусловливает пониженную ее концентрацию в готовом продукте. Желательно, чтобы плавка в вакуумной печи сопровождалась удалением серы в виде соединений ее с водородом или кислородом. Например, для железа или сплавов на его основе возможны три следующие реакции и их константы равновесия при 1600° [15]:
Железная ванна, содержащая 0,005% серы, будет находиться в равновесии при 0,3% церия. Одним из недостатков металлических десульфура-торов является образование твердых сульфидов, загрязняющих металл. Для уменьшения или полного исключения такого загрязнения применяются соответствующие технологические приемы.
Бунгард и Сихровский [7] с помощью добавки 0,9% мишметалла снижали содержание серы в железе с 0,017 до 0,006% при давлении аргона 600 мм рт. ст. Сведений о загрязнении металла при этом способе десульфурации авторы не сообщают. Лигатуры, содержащие кальций, можно также использовать при плавке в атмосфере аргона.
Практически количество серы, удаляемой в процессе индукционной плавки, незначительно по сравнению с серой, удаляемой металлическими десульфураторами.
При низких концентрациях серы (0,002—0,02%) равновесные парциальные давления газов Sa и 8Оа очень низки, и удаляемое количество серы при плавке в вакуумной печи будет незначительным. Последняя из указанных реакций недостаточно полно протекает в вакууме и требует значительного количества водорода. Если исходить только из этих реакций, то удаление серы будет неполным. Для проведения активного обессеривания металла можно применять десульфураторы, например кальций или церий. Лангенберг и Чипман [20] изучали равновесие между серой и церием в жидком железе; реакция и константы его при 1600° будут:
