DOI: 10.52150/2522-9117-2021-35-186-199

Петров Олександр Пилипович, Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0001-7855-9267. Е-mail: alex.f.petrov@gmail.com

Снігура Ірина Романівна, к.т.н., Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0001-5872-7403

Головко Людмила Андріївна, к.х.н., Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0002-3872-5950

Ходотова Наталя Євстахівна, Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107

МОДЕЛЬНЕ ПРОГНОЗУВАННЯ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ І ТЕПЛОФІЗИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК НОВИХ ВИДІВ МАРГАНЦЕВМІСНИХ (Mn-50-60%) ФЕРОСПЛАВІВ

Анотація. Метою роботи є реалізація нового підходу до опису фізико-хімічних та теплофізичних характеристик легкоплавких марганцевмісних феросплавів (в інтервалі концентрацій Mn (50-60%), Si (3-8%), C (2,5-6%)) при розкисленні та легуванні металевого розплаву. Запропонований підхід орієнтовано на розробку методики та критеріїв для кількісної оцінки і обліку мікронеоднорідності багатокомпонентних металевих розплавів, до яких належать феросплави. Зазначений підхід дає можливість прогнозувати такі важливі характеристики, як температура плавлення, щільність, теплоємність, теплота плавлення, теплопровідність, питомий електроопір, коефіцієнт температур, що дозволить розширити розуміння процесів плавлення та засвоєння елементів з феросплавів.  У роботі використано розроблений в Інституті чорної металургії НАН України спосіб вирішення завдань моделювання закономірностей, в основі якого лежить оригінальна концепція спрямованого хімічного зв’язку процесів взаємодії у розплавах та розчинах, що розроблена Е.В. Приходько. Для оцінки та врахування впливу мікронеоднорідності будови металевих розплавів феросплавного виробництва застосовано методику розрахунку критеріїв (ΔZ^Y та Δd), що характеризують ступінь відмінності електронного та структурного стану розплаву (як хімічно єдиної системи) від механічної суміші їх вихідних компонентів.  З використанням зазначених критеріїв та наявних експериментальних даних, які виступали як реперні точки, розрахунковим шляхом отримані значення споживчих властивостей марганцевмісних феросплавів, які відрізняються від стандартних марок у бік збільшення вмісту кремнію і зменшення марганцю. На основі нових результатів розрахунку комплексу фізичних та теплофізичних властивостей проведено оцінку ефективності використання феросплавів. Показано принципову можливість графічних залежностей “властивість-параметр” визначати граничні умови для вибору оптимального складу нових типів феросплавів, цілеспрямовано керувати фізико-хімічним станом залізовуглецевого розплаву та, відповідно, впливати на властивості готового металу.

Ключові слова: марганцевмісні феросплави, металеві розплави, параметри міжатомної взаємодії, аналітичні залежності.

Посилання для цитування: Петров О. П., Снігура І. Р., Головко Л. А., Ходотова Н. Є. Модельне прогнозування фізико-хімічних і теплофізичних характеристик нових видів марганцевмісних (Mn-50-60%) феросплавів. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2021. Вип. 35. С. 186-199. (In Ukrainian). DOI: 10.52150/2522-9117-2021-35-186-199

Перелік посилань

1. Жучков В. И., Смирнов Л. А., Зайко В. П., Воронов Ю. И. Технология марганцевых ферросплавов. Ч. 1. Высокоуглеродистый ферромарганец. Екатеринбург : НИСОУрО РАН, 2007. 410 с.
2. Мысик В. Ф., Жданов А. В., Павлов В. А. Металлургия ферросплавов: технологические расчеты: учебное пособие. Екатеринбург : Изд-во Урал ун-та. 2018. 536 с.
3. Ольшанский В. И., Филиппов И. Ю., Гладких В. А., Рубан А. В., Дмитриева И. С., Цибуля Е. И. Влияние состава ферросиликомарганца на его качество и технологические показатели процесса. Металлургическая и горнорудная промышленность. 2015. № 1. С. 36-41.
4. Еднерал Ф. П. Электрометаллургия стали и ферросплавов. Москва : Металлургия, 1963. 640 с.
5. Игнатьев В. С., Вихлевщук В. А., Черногрецкий В. М. Изучение свойств ферросплавов и лигатур для микролегирования и раскисления стали. Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1988. № 6. С. 37-42.
6. Жучков В. И., Завьялов А. Л., Носков А. С. Физико-химические характеристики марганцевых ферросплавов. Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1994. № 10. С. 9-10.
7. Дурер Р., Фолькерт Г. Металлургия ферросплавов. Москва : Металлургия, 1976. 480 с.
8. Мизин В. Г., Чирков Н. А., Игнатьев В. С., Ахманаев С. И., Поволоцкий В. Д. Ферросплавы. Справочное издание. Москва : Металлургия. 1992. 415 с.
9. Приходько Э. В., Петров А. Ф. Физико-химические критерии для оценки степени микронеоднородности металлических расплавов. Металлофизика и новейшие технологии. 1998. Т. 20. № 7. С. 64-74.
10. Приходько Э. В., Петров А. Ф. Роль направленного межатомного взаимодействия в формировании микронеоднородного строения металлических расплавов. Изв. вузов. Черная металлургия. 1995. № 12. С. 5-12.
11. Приходько Э. В., Петров А. Ф. Методика прогнозирования физических и теплофизических свойств марганцевых ферросплавов в зависимости от состава. Металлургическая и горнорудная промышленность. 2008. № 6. С. 27-30.
12. Величко Б. Ф., Казачков И. П., Рогачев И. П., Овчарук А. Н., Ганцеровский О. Г., Ольшанский В. И., Филиппов И. Ю. Исследование и разработка легкоплавких марганцевых ферросплавов, технологии их выплавки и применения в сталеплавильном производстве. Сучасні проблеми металургії. 2016. Т. 19. № 1. С. 77-86.