blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2015-11-815-818blackmet-773Research ArticleИНЖИНИРИНГ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИENGINEERING IN FERROUS METALLURGYРАСЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТАВА СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА ПРИ ПЛАВКЕ В ВАКУУМНОЙ ИНДУКЦИОННОЙ ПЕЧИCALCULATION OF CHANGES IN COMPOSITION OF IRON-BASED ALLOYS DURING THE MELTING IN A VACUUM INDUCTION FURNACEЗубаревК. А.ZubarevK. A.

аспирант кафедры металлургии стали и ферросплавов

Postraduate of the Chair “Metallurgy of steel and ferroalloys”

st-kirill@mail.ruКотельниковГ. И.Kotel’nikovG. I.

к.т.н., доцент кафедры металлургии стали и ферросплавов

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Metallurgy of steel and ferroalloys”

gikotelnikov@yandex.ruЛопатенкоА. Д.LopatenkoA. D.

аспирант кафедры металлургии стали и ферросплавов

Postraduate of the Chair “Metallurgy of steel and ferroalloys”

salat1313@yandex.ruСеминА. Е.SeminA. E.

д.т.н., профессор, зам. зав. кафедрой металлургии стали и ферросплавов

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Deputy Head of the Chair “Metallurgy of steel and ferroalloys”

asemin2007@yandex.ruНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС» (119049, Россия, Москва, Ленинский пр., 4)РоссияNational University of Science and Technology “MISIS” (MISIS) (4, Leninskii ave., Moscow, 119049, Russia)Russian Federation2015230120165811815818Copyright © Зубарев К.А., Котельников Г.И., Лопатенко А.Д., Семин А.Е., 20162016Зубарев К.А., Котельников Г.И., Лопатенко А.Д., Семин А.Е.Zubarev K.A., Kotel’nikov G.I., Lopatenko A.D., Semin A.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/773

Проблемой выплавки сплавов на основе железа в вакуумной индукционной печи (ВИП) является обеспечение рафинирования металла, одновременно сохранение легирующих элементов и получение заданного состава. Решить эту задачу невозможно без адекватного количественного описания процессов рафинирования сплавов в глубоком вакууме. Целью данной работы являлось создание адекватной модели испарения компонентов сплава на основе железа при плавке в ВИП. В качестве лимитирующей стадии процесса испарения принят акт перехода компонента в газовую фазу. Величину потока каждого компонента сплава в газовую фазу в этих условиях рассчитывали по уравнению Лангмюра. Разработанная модель дает адекватные результаты прогноза по испарению компонентов высоколегированных сплавов на основе железа при их выплавке в вакуумной индукционной печи в глубоком вакууме. Созданный алгоритм позволяет рассчитывать изменение состава сплава и массы на основе железа в ходе его рафинирования в вакуумной индукционной печи выбранной вместимости при заданном остаточном давлении и температуре.

The problem of melting the iron-based alloys in a vacuum inductionfurnace is to provide a metal refi ning while maintaining alloying elements and ensuring the specifi ed composition. It is impossible to solve this problem without the appropriate quantitative description of deep vacuum refi ning processes. The objective of the research was to create an adequate model of iron-based alloy components evaporation in deep vacuum. The act of the component transition into the gas phase is taken as the limiting stage of the vacuum evaporation process. The fl ow of each alloy component was calculated with Langmuir’s equation. The model developed by the authors gives the adequate results of prediction the iron-based high alloy components evaporation during smelting in a vacuum induction furnace with deep vacuum. The algorithm developed in this work makes possible to calculate the alteration of the alloy composition and the mass of iron during refi ning in a vacuum induction furnace with selected capacity, residual pressure and temperature

модельиспарениеуравнение Лангмюрасплавы на основе железавакуумная индукционная печьmodelvacuum evaporationLangmuir’s equationiron-based alloyvacuum induction furnaceReferencesКаблов Е.Н. Литые лопатки газотурбинных двигателей (сплавы, технология, покрытия). – М.: МИСиС, 2001. – 632 с.Kablov E.N. Litye lopatki gazoturbinnykh dvigatelei (splavy, tekhnologiya, pokrytiya) [Cast blades of gas turbine engines (alloys, technology, coatings)]. Moscow: MISiS, 2001, 632 p. (In Russ.).Григорян В.А., Стомахин А.Я., Уточкин Ю.И. и др. Физико-химические расчеты электросталеплавильных процессов. – 2-е изд. – М.: МИСиС, 2007. – 318 с.Grigoryan V.A., Stomakhin A.Ya., Utochkin Yu.I. etc. Fiziko-khimicheskie raschety elektrostaleplavil’nykh protsessov [Physical and chemical calculations EAF process]. Moscow: MISiS, 2007, 318 p. (In Russ.).Линчевский Б.В. Вакуумная индукционная плавка. – М.: Металлургия, 1975. – 240 с.Linchevskii B.V. Vakuumnaya induktsionnaya plavka [Vacuum induction melting]. Moscow: Metallurgiya, 1975, 240 p. (In Russ.).Производство стали и сплавов в вакуумных индукционных печах/ Г.Н. Окороков, А.Г. Шалимов, В.М. Антипов, Н.А. Тулин. – М.: Металлургия, 1972. – 192 с.Okorokov G.N., Shalimov A.G., Antipov V.M., Tulin N.A. Proizvodstvo stali i splavov v vakuumnykh induktsionnykh pechakh [Production of steel and alloys in vacuum induction furnaces]. Moscow: Metallurgiya, 1972, 192 p. (In Russ.).Кубашевский О., Олкокк К.Б. Металлургическая термохимия / Пер. с англ. – М.: Металлургия, 1982. – 392 с.Kubaschewski O., Alcock C.B. Metallurgical Thermochemistry. Oxford, New York, Pergamon Press. 1967. (Russ.ed.: Kubaschewski O., Alcock C.B. Metallurgicheskaya termokhimiya. Moscow: Metallurgiya, 1982. 392 p.).Григорян В.А., Белянчиков Л.Н., Стомахин А.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. – М.: Металлургия, 1987. – 272 с.Grigoryan V.A., Belyanchikov L.N., Stomakhin A.Ya. Teoreticheskie osnovy elektrostaleplavil’nykh protsessov [Theoretical foundations of EAF process]. Moscow: Metallurgiya, 1987, 272 p. (In Russ.).Балковой Ю.В. Алеев Р.А., Баканов В.К. Параметры взаимодействия первого порядка в расплавах на основе железа: Обзор. информация. – М.: Ин-т «Черметинформация», 1987. – 42 с.Balkovoi Yu.V. Aleev R.A., Bakanov V.K. Parametry vzaimodeistviya pervogo poryadka v rasplavakh na osnove zheleza: Obzor. inform. [Options interaction of the fi rst order in molten iron-based melts: Overview]. In-t “Chermetinformatsiya”. Moscow: 1987, 42 p. (In Russ.).Steelmaking data sourcebook. The Japan society for the promotion of science.The 19th committee on steelmaking. Switzerland. Gordon and Breach Science Publishers. 1988. – 326 p.Steelmaking data sourcebook. The Japan society for the promotion of science. The 19th committee on steelmaking. Switzerland. Gordon and Breach Science Publishers. 1988. 326 pp.Теория металлургических процессов / Д.И. Рыжонков, П.П. Арсентьев, В.В. Яковлев и др. – М.: Металлургия, 1989. – 392 с.Ryzhonkov D.I., Arsent’ev P.P., Yakovlev V.V. etc. Teoriya metallurgicheskikh protsessov [Theory of metallurgical processes]. Moscow: Metallurgiya, 1989, 392 p. (In Russ.).Морачевский А.Г., Сладков И.Б. Термодинамические расчеты в металлургии. – М.: Металлургия, 1993. – 304 с.Morachevskii A.G., Sladkov I.B. Termodinamicheskie raschety v metallurgii [Thermodynemic calculations in metallurgy]. Moscow: Metallurgiya, 1993, 304 p. (In Russ.).Рузинов Л.П., Гуляницкий Б.С. Равновесные превращения металлургических реакций. – М.: Металлургия, 1975. – 416 с.Ruzinov L.P., Gulyanitskii B.S. Ravnovesnye prevrashcheniya metallurgicheskikhreaktsii [Equilibrium conversion of metallurgical reactions]. Moscow: Metallurgiya, 1975, 416 p. (In Russ.)reaktsii [Equilibrium conversion of metallurgical reactions]. Moscow: Metallurgiya, 1975, 416 p. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.