доктор технических наук, главный научный сотрудник лаборатории пирометаллургии цветных металлов.
Dr. Sci. (Eng.), Chief Researcher of the Laboratory of Pyrometallurgy of Nonferrous Metals.
Ekaterinburg.
доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник.
620002, Россия, Екатеринбург, ул. Мира, 19.
Dr. Sci. (Eng.), Chief Researcher.
Ekaterinburg.
академик РАН, советник, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник.
119049, Россия, Москва, Ленинский пр., 4.
Dr. Sci. (Eng.), Professor, Academician, Adviser of the Russian Academy of Sciences, Chief Researcher.
Moscow.
кандидат технических наук, старший научный сотрудник.
620016, Россия, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101.
Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher.
Ekaterinburg.
ведущий инженер, аспирант.
620002, Россия, Екатеринбург, ул. Мира, 19.
Senior Engineer, Postgraduate.
Ekaterinburg.
Используя программный комплекс HSC 6.1 Chemistry (Outokumpu) в совокупности с применением симплекс-решетчатого планирования, проведено термодинамическое моделирование равновесного распределения бора между железом, содержащим 0,2 % C, 0,35 % Si, 0,028 % Al (в данном выражении и далее по тексту указаны % по массе), и шлаком системы СаО – SiO2 – Аl2O3 – 8 % МgO – 4 % В2O3 в широком диапазоне химического состава при температурах 1550 и 1600 °С. Для каждой температуры получены адекватные математические модели в виде приведенного полинома III степени, описывающие равновесное распределение бора между шлаком и металлом в зависимости от состава шлака. Результаты математического моделирования представлены графически в виде диаграмм состав – равновесное распределение бора. Отмечено заметное влияние основности шлака на коэффициент распределения бора. Так, повышение основности шлака c 5 до 8 при температуре 1550 °С приводит к уменьшению коэффициента распределения бора с 160 до 120 и, как следствие, повышению содержания бора в металле с 0,021 % при LB = 159 до 0,026 % при LB = 121, т. е. рост основности шлака благоприятно сказывается на развитии процесса восстановления бора. Положительное влияние основности формируемых шлаков в изучаемом диапазоне химического состава на процесс восстановления бора объясняется с позиции фазового состава шлака и термодинамики реакций восстановления бора. Рост температуры металла отрицательно сказывается на восстановлении бора. С повышением температуры до 1600 °С увеличивается в среднем на 10 единиц равновесный коэффициент распределения бора. На диаграммах выделены области химического состава шлаков, содержащих 53 – 58 % CaO, 8,5 – 10,5 % SiO2 и 20 – 27 % Al2O3 , обеспечивающих в интервале температур 1550 и 1600 °С коэффициенты распределения бора на уровне 140 – 170 и позволяющие ожидать при содержании 4 % B2O3 в исходном шлаке концентрацию бора в металле на уровне 0,020 % при LB = 168 и 0,023 % при LB = 139.
Using the HSC 6.1 Chemistry software package (Outokumpu) and simplex-lattice planning, the thermodynamic modeling of the boron equilibrium distribution between iron containing 0.2 % of C, 0.35 % of Si, 0.028 % of Al (in the terms and hereinafter indicated mass. %) and slag of the system СаО – SiO2 – Аl2O3 – 8 % МgO – 4 % В2O3 was carried out in a wide range of chemical composition and at temperatures of 1550 °С and 1600 °С. Adequate mathematical models in the form of III degree polynomial obtained for each temperature, describes the equilibrium distribution of boron between slag and metal depending on the slag composition. Mathematical modeling results are presented graphically in the form of diagrams of composition – boron equilibrium distribution. It is shown that slag basicity affects on the boron distribution coefficient. Thus, increasing the slag basicity from 5 to 8 at temperature of 1550 °С reduces the boron distribution coefficient from 160 to 120 and, as a consequence, increase the boron content in the metal from 0.021 % at LB = 159 to 0.026 % at LB = 121, that is, growth slag basicity is beneficial to the development of boron reco very process. The positive effect of the slag basicity on boron recovery process in the researched range of the chemical composition can be explained according to the slag phase composition and thermodyna mics of boron reduction reactions. The temperature growth of the metal negatively affects the boron recovery. Equilibrium boron distribution coefficient increases by an average of 10 units with an increase in temperature to 1600 °C. The diagrams contain marked field of slag chemical composition with 53 – 58 % of CaO, 8.5 – 10.5 % of SiO2 and 20 – 27 % of Al2O3 , providing boron distribution coefficients at level of 140 – 170 at temperature range of 1550 – 1600 °C and allowing to expect boron concentration in the metal at the level of 0.020 % at LB = 168 % and 0.023 % at LB = 139 at the 4 % of B2O3 in the slag initial.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.