Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

РАВНОВЕСНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ БОРА МЕЖДУ МЕТАЛЛОМ СИСТЕМЫ Fe – C – Si – Al И БОРСОДЕРЖАЩИМ ШЛАКОМ

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-7-752-758

Полный текст:

Аннотация

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.

Об авторах

А. А. Бабенко
Институт металлургии УрО РАН; Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина.
Россия

доктор технических наук, главный научный сотрудник лаборатории пирометаллургии цветных металлов.

620002, Россия, Екатеринбург, ул. Мира, 19.

 



В. И. Жучков
Институт металлургии УрО РАН; Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина.
Россия

доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник.

 620002, Россия, Екатеринбург, ул. Мира, 19.



Л. И. Леонтье
Президиум РАН; Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН; Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС».
Россия

академик РАН, советник, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник. 

119049, Россия, Москва, Ленинский пр., 4.



А. Г. Уполовникова
Институт металлургии УрО РАН.
Россия

 кандидат технических наук, старший научный сотрудник.

620016, Россия, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101.



А. А. Конышев
Институт металлургии УрО РАН; Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина.
Россия

ведущий инженер, аспирант.

620002, Россия, Екатеринбург, ул. Мира, 19.



Список литературы

1. Гольдштейн Я.Г., Ефимова Л.Б. Модифицирование и микролегирование чугуна и стали. – М.: Металлургия, 1986. – 271 с.

2. Голубцов В.А., Лунев В.В. Модифицирование стали для отливок и слитков. – Челябинск – Запорожье: ЗНТУ, 2008. – 356 с.

3. Пилюшенко В.Л., Вихлевщук В.А. Научные и технологические основы микролегирования стали. – М.: Металлургия, 2000. – 384 с.

4. Лякишев Н.П., Плинер Ю.Л., Лаппо С.И. Борсодержащие стали и сплавы. – М.: Металлургия, 1986. – 192 с.

5. Еланский Г.Н. Сталь и периодическая система элементов Д.И. Менделеева: Учеб. пособие для вузов. – М.: МГВМИ, 2012. – 196 с.

6. Бобылев М.В., Королева Е.Г., Штанников А.М. Перспективные экономлегированные борсодержащие стали для производства высокопрочных крепежных деталей // Металловедение и термическая обработка металла. 2005. № 5. С. 51 – 55.

7. Сычков А.Б., Парусов В.В., Нестеренко А.М., Жигарев М.А. Структура и свойства катанки из борсодержащих сталей, предназначенной для изготовления сварочной проволоки // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2000. № 3. С. 48 – 51.

8. Левченко Г.В., Яценко А.И., Репина Н.И. Опробование технологии производства тонколистовой низкоуглеродистой стали, микролегированной бором // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2003. № 1. С. 56 – 59.

9. Бабенко А.А., Жучков В.И., Леонтьев Л.И. и др. Микролегирование стали бором – перспективное направление повышения конкурентоспособности отечественной металлопродукции // Тр. науч.-практич. конф. «Перспективы развития металлургии и машиностроения с использованием завершенных фундаментальных исследований и НИОКР». – Екатеринбург: ООО «УИПЦ», 2013. С. 162 – 165.

10. Богданов Н.А., Сычков А.Б., Деревянченко И.В. и др. Разработка и освоение производства борсодержащих сталей // Металлург. 1999. № 2. С. 29 – 30.

11. Литвиненко Д.А. Бор в малоуглеродистой стали для глубокой штамповки // Сталь. 1984. № 4. С. 357 – 361.

12. Бабенко А.А., Жучков В.И., Смирнов Л.А. и др. Исследование и разработка комплексной технологии производства низкоуглеродистой борсодержащей стали с низким содержанием серы // Сталь. 2015. № 11. С. 48 – 50.

13. Кривко Е.М., Чуб П.И., Коновалов Р.П. и др. Микролегирование кипящей стали бором при восстановлении его из окислов // Разливка стали в изложницы: Сб. науч. тр. НЧМ СССР. – М.: Металлургия, 1984. С. 24 – 25.

14. Дюдкин Д.А., Кисиленко В.В. Производство стали. Т. 1. Процессы выплавки, внепечной обработки и непрерывной разливки. – М.: Теплотехник, 2008. – 528 с.

15. Бор, кальций, ниобий, цирконий в чугуне и стали: Пер. с англ. / Под ред. С.М. Винарова. – М.: Металлургиздат, 1961. – 459 с.

16. Петакова Л.А. О механизме влияния бора на пластичность и вязкость среднеуглеродистой стали // Изв. вуз. Черная металлургия. 1974. № 12. С. 88 – 91.

17. Уполовникова А.Г., Бабенко А.А. Термодинамическое моделирование процессов восстановления бора из борсодержащих шлаков // Бутлеровские сообщения. 2016. Т. 48. № 10. С. 114 – 118.

18. Ким В.А., Акбердин А.А., Куликов И.С. и др. Использование метода симплексных решеток для построения диаграмм типа сос тав – вязкость // Изв. вуз. Черная металлургия. 1980. № 9. С. 167.

19. Планирование эксперимента при исследовании физико-химических свойств металлургических шлаков: Методическое пособие / В.А. Ким, Э.И. Николай, А.А. Акбердин, И.С. Куликов. – Алма-Ата: Наука, 1989. – 116 с.

20. Бабенко А.А., Истомин С.А., Протопопов Е.В. и др. Вязкость шлаков системы CaO – SiO2 – Al2O3 – MgO – B2O3 // Изв. вуз. Черная металлургия. 2014. № 2. С. 41 – 43.


Для цитирования:


Бабенко А.А., Жучков В.И., Леонтье Л.И., Уполовникова А.Г., Конышев А.А. РАВНОВЕСНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ БОРА МЕЖДУ МЕТАЛЛОМ СИСТЕМЫ Fe – C – Si – Al И БОРСОДЕРЖАЩИМ ШЛАКОМ. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2017;60(9):752-758. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-7-752-758

For citation:


Babenko A.A., Zhuchkov V.I., Leont’ev L.I., Upolovnikova A.G., Konysheva A.A. EQUILIBRIUM DISTRIBUTION OF BORON BETWEEN METAL OF Fe – C – Si – Al SYSTEM AND BORON SLAG. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2017;60(9):752-758. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-7-752-758

Просмотров: 199


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)