O‘zbekiston respublikasi oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi s. A. Rasulov, V. A. Grachev

Kinetika. Termodinamikada po‗lat suyuqlantirish jarayonlari kinetikasida 
oksidlash davri vaqtida elementlarning oksidlanishi va oksidsizlantirish vaqtida 
qaytarilishini o‗rganishga katta ahamiyat beriladi. Suyuqlanmani uglerodsizlantirish 
kinetikasi alohida ahamiyatga ega [1]. Uglerodsizlantirish tezligi suyuqlanmaga 
kislorodning qaysi usulda keltirilishiga bog‗liq. Agar shlakka kislorod ruda 
ko‗rinishida berilsa, unda oksidlanish tezligi soatiga 0,5—1% ni tashkil qiladi; agar 
suyuqlanma gazsimon kislorod bilan puflab tozalansa, unda uglerodsizlantirish 
tezligi soatiga 2—3% ga yetadi. 
Uglerodsizlantirish kinetikasining muhim masalasidan biri — limitlovchi 
bosqichni aniqlashdir. Ba‘zi tadqiqotchilar limitlash bosqichi (yoki diffuziya, yoki 

---

193 
kimyoviy bo‗g‗in) tabiatiga keskin nuqtayi nazarda asoslanadilar. Oksidlanish 
qonuniyatlarini esa berilgan sharoitlarda kо‗rib chiqish lozim [1]. 
3.25- rasm. Yoy elektr pechidagi (x — oksidlarning, о — metallarning qaynash temperaturasi) 
Me - 2e = Me
2+
(Me ≡ C, Si, Mn, Fe) elektrod jarayonlar uchun υ°= f ( T ) (punktir chiziq) va υ 
= f ( T ) (tutash chiziq) bog‗lanishlar. 
S.I.Filippov 
ishlab 
chiqqan 
kritik 
konsentratsiyalar 
nazariyasi 
[28] 
eksperimental ma‘lumotlarni yetarli darajada yaxshi tushuntirib beradi. Bu 
nazariyaga 
ko‗ra, 
uglerod 
yuqori 
darajada 
konsentratsiyalanganda 
uglerodsizlantirish jarayoni oksidlagichning diffuziyalanishi bilan limitlanadi. 
Bunda sirtiy (pufakchalarsiz) uglerodsizlantirish kuzatiladi. Uglerodning 
oksidlanish tezligi uning konsentratsiyasi va metall suyuqlanmasining tarkibiga 
bog‗liq bo‗lmaydi. Uglerodsizlanish reaksiyaga kirishuvchi uglerod ortiqcha 
bo‗lganda va kislorod yetishmaganda sodir bo‗ladi. 
Tajriba ma‘lumotlari to‗g‗ri chiziq tenglamasi bilan yaxshi approk- 
simatsiyalanadi: 
(
)

---

194 
bu yerda: V — metall vannasining hajmi, t; η — oksidlagichdan foydalanish 
koeffitsiyenti; ω — oksidlagich oqimining tezligi, m/s; 
— kislorodning parsial 
bosimi, Pa. 
Erigan kislorod konsentratsiyasi [C]
kr
dan kichik qiymatgacha pasayganda 
oksidlanish qonuniyatlari sezilarli darajada o‗zgaradi. Bunday sharoitlarda 
oksidlashning makroskopik tezligi uglerod konsentratsiyasi bilan aniqlanadi: 
, -
, - . 
Bu davr uglerodning kichik tezliklarda oksidianishi, metallda kislorod 
konsemtratsiyasining ortishi, temir oksidlanishi jarayonining sezilarli rivojlanishi 
bilan xarakterlanadi. Uglerod konsentratsiyasi kritik kensentratsiyadan past 
bo‗lganda hajmiy uglerodsizlanish jarayoni rivojlanadi. 
Po‗lat suyuqlantirish jarayonlari uchun shlakdagi komponentlarning massa 
ko‗chirishi katia ahamiyatga ega. Shlakdagi aralashmaning diffuzion oqimi Fik 
qonuniga muvofiq uning konsentratsiya gradiyenti bilan aniqlanadi. Lekin real 
shoroitlarda aralashmalar shlakda qanday holatda bo‗lishi konsentratsiya 
gradiyentigagina 
emas, 
balki 
oksidlar 
suyuqlanmasining 
oksidlanganlik 
gradiyentiga ham bog‗liq bo‗ladi. i- komponentning jami oqimi quyidagi munosabat 
yordamida aniqlanadi: 
(
) , (3.63) 
bu yerda: B
i
— diffuziyalanadigan zarrachalarning harakatchanligi; v
i
— 
valentliligi; C
i
— konsentratsiya. 
Tenglama (3.63) dan shlak komponentlari massa ko‗chirishining ikkita turli 
variantini osongina olish mumkin. Birinchisi bir tekis oksidlanganligiga javob 
beradi: 

---

195 
va Fik qonuniga olib keladi. Ikkinchisini azotning suyuqlantirilgan shlak qatlami 
orqali ko‗chirilishi misolida kо‗rib chiqamiz. Ikkita gaz hajmi qalinligi Δx = 1 
bo‗lgan shlak pardasi bilan ajratilgan deylik. Gaz hajmlarida azot parsial 
bosimlarining farqi o‗zgarmas
(masalan, inert gaz bilan 
suyultirilganda) va kislorod bosimi bir xil saqlab turiladi. Agar Fik tenglamasida 
hosilani oxirgi ayirmaga almashtirsak, quyidagiga ega bo‗lamiz [8]: 
( )
( )
( )
( )
( 
) . 
Lekin (5.63) tenglamaga muvofiq C
(N)
kattalik 
ga bog‗liq: 
( )
Binobarin,
( )
( )
Shunday qilib, agar 
da
o‗zgartirilsa (uni ikkala hajmda bir xil 
saqlab), unda shlak qatlamining azotga nisbatan singdiruvchanligi ham o‗zgaradi. 
Masalan, po‗lat suyuqlantirish jarayonlari sharoitlarida pech atmosferasi (
) bilan qamrab olingan shlak qatlamlarining singdiruvchanligi metall 
bilan kontaktlanadigan qatlamlarga ( p ≥ 10
-9
atm.) qaraganda 10
6
marta kichik. 
Shuning uchun diffuzion qarshilik shlakning yupqa sirt qatlamida to‗planib qolar 
ekan, shu vaqtning o‗zida qolgan hajm azot ko‗chirilishini limitlamaydi. Boshqa 
elementlarga nisbatan ham shunga o‗xshash xulosalar chiqarish mumkin.