Введение к работе
Актуальность темы. При разработке технологии виплавки стали и сплавов важное значение имеет знание термодинам^іеских свойств металлических и шлаковых расплавов. Если в настоящее время термодинамические свойства металлических растворов известны достаточно.полно, го экспериментальные данные и их теоретическое толкование по термодинамике шлаковых расплавов весьма неоднозначны. В особенности такое положение существует в отношении шлаковых расплавов содержащие оксида переходных металлов. Без таких данных невозможно обоснованно и грамотно выбирать условия наиболее полного извлечения ценных легирукщих из металлических и шлаковых отходов, совершенствовать технологию ферросплавного и сталеплавильного производства..
Главная сложность при исследовании термодинамических свойств шлаковых расплавов, содержащих оксида переходных элементов, заключается в способности таких металлов изменять свое зарядовое состояние в шлаковых расплавах в зависимости от окислительно-восстановительного потенциала системы и.состава шлака, причем данная зависимость, как правило, неизвестна. Соответственно расчеты коэффициентов распределения легирущих элементов между металлом и шлаком, базирующихся на известных данных по какому-либо одному типу оксида (справедливые только для очень узкого диапазона изменения окисленяости и состава шлака) дают недопустимо большие погрешности для других условий.
Цель работы.
-разработка экспериментальной методики определения термодинамических характеристик переходных влемвнтов в шлаковых расплавах;
-Экспериментальное определение зависимости термодинамячес-
ких свойств шлаковых расплавов, содержащих оксида хрома и вольфрама, от уровня окислительно-восстановительного потенциала и состава шлака
-разработка методики расчета термодинамических характеристик переходных элементов в шлаковых расплавах по экспериментальным данным.
Научная новизна. О использованием оригинальной методики получены новые данные о термодинамических функциях оксидов хрома и вольфрама в шлаковых расплавах и их зависимости от окисленноста и состава шика. Обнаружен аффект влияния равновесного парциального давления кислорода на теплоту смешения оксидов хрома и вольфрама со шлаком.
Разработана новая методика расчета термодинамических характеристик оксидов переходных металлов в шлаковых расплавах, учитывающее различное валентное состояния ионов таких элементов.
Полученные экспериментальные данные о поведении хрома и вольфрама в шлаке, и сделанные на основе их выводы могут Сыть использованы не только для переходных металлов в шлаках, во и перенесены яа другт« элементы, способных проявлять переменную валентность в шлаковых расплавах.
Практическая значимость. Разработана оригинальная методика калориметрического определения теплоты смешения оксида переходного ' элемента со шлаком при контроле окисленноста этого распла-ва, при помощью которой можно получить валентность компонента шлака, концентрацию сосуществующих ионов и коэффициенты их активности в изучаемом интервале окисленности и составов шлака. Разработана новая методика расчета термодинамических характеристик оксидов переходных металлов в шлаке, которая может бнть применена при разработке технологических процессов.
-:f-
Полученные термодинамические данные по поведению оксидов хрома и вольфрама в шлаках могут быть использованы при разработке технологии стали и сплавов содержащие хром и вольфрам.
Экспериментально определены термодинамические характеристики оксида хрома в шлаках углеродистого феррохрома, которые необходимы при разработке и совершенствовании технологии выплавки феррохрома.
Сделаны обоснованные научные рекомендации по проведению процесса выплавки сплавов, содержащие переходные металла.
Апробация работы. Результаты настоящей работы доложены на научно-технической конференции по физической химии оксидных я металлических расплавов (г.Екатеринбург, 1993).
По результатам диссертационной работы опуОликованно 2 статьи.
Структура и объем диссертации, диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 134 наименований. Работа изложена на 165 страницах .машинописного текста и содержит ЗТ рисунков и 22 таблиц.