Современная электрометаллургия, 2016, №03



2016 №03 (08)

DOI of Article 10.15407/sem2016.03.01

2016 №03 (02)

---

Современная электрометаллургия, 2016, #3, 3-8 pages
 

Розробка шлаку електрошлакового переплаву, схильного до саморозпаду

Г. П. Стовпченко^1,2, Л. О. Лісова¹, Л. Б. Медовар¹, І. О. Гончаров¹, Г. О. Полішко¹, В. С. Судавцова³

¹Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України. 03680, г. Киев-150, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
²Інжинірингова компанія «Елмет-Рол». А. я. 259, 03150, м. Київ. E-mail: office@ilmet-roll.com.ua
³Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України. 03142, м. Київ-142, вул. Кржижанівського, 3. E-mail: post@ipms.kiev.ua
 
Abstract
При виготовленні порожнистих зливків особливо бажаним є довільне відділення гарнісажу, оскільки його видалення з внутрішніх поверхонь глибоких та малих отворів є складним та трудомістким процесом. У зв’язку з цим привернула увагу здатність деяких металургійних шлаків до саморозсипання, зокрема т. з. «білих» шлаків, які утворюються в процесах позапічної обробки сталі. Саморозсипання металургійних шлаків (доменних, сталеплавильних, шлаків позапічної обробки) є загальновідомим явищем, яке відбувається при наявності достатньої кількості двокальцієвого силікату 2CaO·SiO₂ (C2S). З точки зору основності згідно з іонною теорією саме утворення сполуки C2S відповідає нейтральному шлаку. Високий вміст SiO₂ в шлаковому розплаві в процесі ЕШП призводить до протікання обмінних реакцій, що ведуть до відновлення кремнію і утворення силікатних неметалевих включень, тому активність кремнезему в шлаку слід контролювати. В результаті досліджень розроблено шлак, що схильний до саморозпаду за рахунок утворення двокальцієвого силікату, який одночасно знижує термодинамічну активність кремнезему в шлаку і, відповідно, гальмує процес відновлення кремнію і переходу його в метал при ЕШП. Бібліогр. 18, табл. 2, іл. 4.
 
Ключевые слова: шлак; саморозпад; енергія Гіббсу; в’язкість; ЕШП; порожнистий зливок
 
Received:                25.04.16
Published:               14.09.16
 
 
References
  1. (1981) Electroslag metal. Ed. by B.E.Paton et al. Kiev, Naukova Dumka.
2. Medovar, L.B., Stovpchenko, A.P., Lisova, L.A. et al. (2012) Modern requirements to process and slags of electroslag remelting. Metallurgicheskaya i Gornorudnaya Promyshlennost, 7, 287–301.
3. Thomas, G.H., Stephenson, I.M. (1978) The beta to gamma dicalcium silicate phase transformation and its significance on air-cooled slag stability. Silicates industriels, 9, 195–200.
4. Durinck, D., Jones, P.T., Blanpain, B. et al. (2008) Prediction and prevention of the disintegration of aircooled slags. In: Proceedings of the 3rd International Conference on Process Development in Iron and Steelmaking (ScanMet III) (June 8–11, 2008 Lulea, Sweden), Vol. 2, 103–112.
5. Durinck, D., Arnout, S., Mertens, G. et al. (2008) Borate distribution in stabilized stainless-steel slag. J. Am. Ceram. Soc., 91 (2), 548–554. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2007.02147.x
6. Pontikes, Y., Jones, P.T., Geysen, D., Blanpain, B. (2010) Options to prevent dicalcium silicate-driven disintegration of stainless steel slags. Arhives of metallurgy and materials, 55, Issue 4.
7. Hiang, S., Guo, M., Jones, P.T., Blanpain, B. (2013) Fayalite slag modified stainless steel aod 1 slag. In: 3rd International Slag Valorisation Symposium (Leuven, 19–20.03.2013), 107–110.
8. http://www.globalslag.com/magazine/articles/456-boratestabilisationof-air-cooled-slags.
9. Pokhodnya, I.K., Karmanov, V.I., Upyr, V.N. (1980) Removal of slag crust of electrodes with basic coating. Avtomatich. Svarka, 11, 33–41.
10. Vornovitsky, I.N., Saveljev, V.G., Sidlin, Z.A. (1997) Realization of silicate decay in welding slags. Svaroch. Proizvodstvo, 5, 11–12.
11. Goncharov, I.A., Galinich, V.I., Mishchenko, D.D., Sudavtseva, V.S. (2014) Prediction of thermodynamical properties of melts of CaO-Al2O3 system. The Paton Welding J., 4, 26-29. https://doi.org/10.15407/tpwj2014.04.04
12. Goncharov, I.A., Galinich, V.I., Mishchenko, D.D., Sudavtseva, V.S. (2015) Prediction of thermodynamic properties of Al2O3-SiO2 system melts. Ibid., 1, 24-28. https://doi.org/10.15407/tpwj2015.01.04
13. Goncharov, I.A., Galinich, V.I., Mishchenko, D.D., Sudavtseva, V.S. (2015) Thermodynamic properties of melts of CaO2-SiO2 system. Ibid., 2, 30-33. https://doi.org/10.15407/tpwj2015.02.06
14. Redlich, O., Kister, A.T. (1948) Thermodynamics of nonelectrolytic solutions. Algebraic representation of thermodynamic properties and the classification of solutions. Industrial and Engineering Chemistry, 40, 345–348. https://doi.org/10.1021/ie50458a036
15. Medovar, L.B., Stovpchenko, A.P., Fedorovsky, B.B. (2013) Innovation in technology of ESR of large hollow ingots. Elektrometallurgiya, 1, 24–30.
16. Stovpchenko, A.P., Medovar, L.B., Lisova, L.A. et al. (2012) Peculiarities of physico-chemical interactions in metal-slag system in electroslag remelting. Sovrem. Elektrometall., 3, 3–7.
17. Medovar, B.I., Tsykulenko, A.K., Shevtsov, V.L. et al. (1986) Metallurgy of electroslag process. Kiev, Naukova Dumka.
18. Fluxes for electroslag technologies. General specifications: DSTU 4025–2001 (GOST 30756–2001) [in Ukrainian].