3. Расчет коэффициента распределения кислорода
(9.76)
и коэффициента активности железа 
.
4. Расчет валентности 
по уравнению (9.72).
5. Расчет коэффициента распределения железа 
по уравнению (9.73).
6. Для стали ШХ15 принимаем 
, 
, отсюда атомная доля железа
.
7. Расчет процентного содержания железа в шлаке. Величина 
составляет атомные доли остальных (кроме железа) компонентов шлака: Са, Si, Al и О, она равна
,
где 
число молей j-го элемента, в числителе суммирование по j ¹ Fe.
Отсюда суммарное число молей компонентов шлака
. (9.77)
Массовое содержание железа (%) в шлаке определим с помощью уравнений
; 
. (9.78)
8. С помощью уравнения (9.68) на основе закона действующих масс определим активность FеО в шлаке
.
Считая раствор железа в шлаке разбавленным, можно принять, что
, тогда 
. (9.79)
Результаты решения задачи представлены в таблице.
Результаты расчета для контроля
| № | –lg pCO | –lg pO2 | lg lO | nFe | lg lFe | (Fe), % по (9.78)/по (9.68) |
| 1 | 0 | 12,4508 | 33,7882 | 1,4836 | 1,3733 | 
|
| 2 | 1 | 14,4508 | 34,7882 | 0,9291 | 0,7657 | 
|
| 3 | 2 | 16,4508 | 35,7882 | 0,4279 | 0,4348 | 
|
| 4 | 3 | 18,4508 | 36,7882 | 0,1582 | 0,2975 | 
|
| 5 | 4 | 20,4508 | 37,7882 | 0,0529 | 0,2492 | 
|
| 6 | 5 | 22,4508 | 38,7882 | 0,0170 | 0,2334 | 
|
Из приведенных результатов видно, что содержание железа в шлаке, рассчитанное с помощью МКЭ, при понижении парциального давления кислорода в системе, начиная с 10–12 атм, снижается значительно медленнее, что соответствует реальным условиям[2].
При расчетах 
и 
использовали уточненные значения атомных параметров (кДж/моль): 
; 
; 
; 
; 
. В расчетах lFe и lO пользовались стандартом на общих основаниях [3].
* В некоторых случаях (в основном в термодинамических расчетах) применяется внесистемная единица 1 атм = 101325 Па. Это связано с тем, что в общепринятых термодинамических справочниках за стандартное состояние для газов выбраны газы при давлении 1 атм.
1 Применению сравнительных методов в химии посвящена работа [16].
* Индексом 1 обозначают элемент-растворитель (основа сплава). При M1 » Mj вторым членом в уравнениях (1.57), (1.58) можно пренебречь.
** Средние арифметические значения.
* Использование значения t = 7000 для описания температурной зависимости , , является допущением.
1 Здесь и далее в этой главе в индексах условно опущены скобки: S = [S]; O = [O]; CaS = (CaS); CaO = (CaO).
* Температурной зависимостью пренебрегаем в связи с отсутствием надежных данных.
*При суммировании необходимо контролировать идентичность стандартных состояний всех реагентов.
** Чтобы вычислить долю в газовой фазе, введем обозначение тогда Для 0,04 % [C] получим, например, Остальные результаты приведены в таблице.
1 См.: Chipman J., Corrigan D.A. // Trans.Met.Soc. AIME.1960. Vol. 218. Р. 1076.
[1] См.: Портной К.И., Бабич Б.Н., Светков И.Л. Композиционные материалы на основе никеля. М.: Металлургия, 1979. 264 с.
1 Иноземцев Е.Н., Пономаренко А.Г. Распределение железа между фазами с учетом переменной валентности / Физико-химические основы металлургических процессов (Сб. тр.). Челябинск: ЧПИ, 1987. С. 3–7.
[2] В доменном процессе (Fe) менее 0,5 % не бывает, в то время как расчет по закону действующих масс (ЗДМ) дает сильно заниженные результаты (на несколько порядков).