Browsing by Author "Степаненко, Дмитро Олександрович"

Now showing 1 - 2 of 2

Аналітичні та експериментальні дослідження властивостей шлаків та шлакоутворюючих сумішей сталеплавильного виробництва
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2023) Степаненко, Дмитро Олександрович; Гришин, Олександр Михайлович; Бєлькова, Алла Іванівна
UKR: Метою дослідження є аналіз та узагальнення властивостей шлаків в межах системи CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2 у різному співвідношенні компонентів та їх концентрацій, яка є основою рафінувальних шлаків у сучасному сталеплавильному виробництві. Для забезпечення технологічних функцій шлаковий розплав повинен мати комплекс оптимальних значень фізико-хімічних властивостей, зокрема: в’язкість, поверхневий натяг, електропровідність, температури плавлення (початку і кінця), ентальпія , густина та інші, які в значній мірі впливають на кінетику тепло- і масобмінних процесів в системі «метал-шлак». Інформаційний ресурс досліджень забезпечений власними експериментальними даними та даними баз даних «Шлак» і «ШУС», що містять інформацію про технологічні властивості розплавів шлакових і оксидних систем. Виконано аналіз даних про залежність властивостей оксидних систем від їх хімічного складу та температури. Розглянуто оксидні системи в межах хімічного складу CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2. Встановлено зв’язок хімічного складу шлакових систем з властивостями їх розплавів з позиції концепції спрямованого хімічного зв’язку за допомогою інтегральних параметрів: ρ – показник стехіометрії; ∆e – середньостатистичне число електронів, що локалізується у напрямку зв’язку катіон-аніон (К-А); d – середньостатистична між’ядерна відстань К-А; tgα – зміна щільності електронів у напрямку зв’язку К-А; ZA(A–A), ZK(K–A), ZK(K–K) – середньозважені значення зарядів катіонів і аніонів в зв’язках А-А, К-А, К-К. За результатами експериментальних та аналітичних досліджень отримано прогнозні моделі властивостей розглянутих оксидних систем, а саме для розрахунку в’язкості, електропровідності, температури кристалізації та густини шлакових розплавів в діапазоні їх температур від 1200°С до 1800°С. Представлена методика прогнозування властивостей рафінувальних шлаків може бути використана для оцінки застосування шлаків різного складу в ковші, наприклад, на установках ковш-піч.
Термодинамічне моделювання поведінки складових у шлакових системах, що характерні при виробництві марганцевих феросплавів
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2021) Надточій, Анжела Анатоліївна; Степаненко, Дмитро Олександрович; Ходотова, Наталя Євстахівна; Киричок, Владислав Сергійович
UKR: Метою дослідження є пошук високоефективних схем використання вторинних сировинних матеріалів та безвідходних технологій, що дозволять повернути цінні хімічні елементи у металургійний переділ, насамперед марганцю. Ця проблема не може бути вирішена без теоретичного обґрунтування фізико-хімічних умов, створення яких дозволить досягнути більш повного використання потенціалу корисних властивостей матеріалів, що досліджуються. Аналіз основних фізико-хімічних властивостей марганцевмісних матеріалів, зокрема феросплавних шлаків, дозволить отримати вихідні дані та інтервали значень параметрів, необхідних для подальших досліджень з розробки ефективної технології переробки шлаків марганцевого виробництва. Термодинамічними розрахунками рівноваги у системі Mn-Si-Ca-Al-Mg-O показано, що підвищення кількості вільного оксиду марганцю пов’язано з визначеним значенням основності, досягнення якого забезпечує переважне зв’язування кремнезему у силікати кальцію. Підвищений вміст оксиду магнію підвищує кількість вільних оксидів кремнію та марганцю. Показано, що співвідношення оксидів в системі впливає на в’язкість та кристалізаційні характеристики цієї системи. Ступінь відновлення оксидів визначається активністю компонентів шлакової фази, що залежить від його хімічного складу і температури. Розрахунок активностей у системі на основі оксиду марганцю показав, що зростання основності та вмісту оксиду магнію у системі підвищує активність оксиду марганцю, а добавка оксиду алюмінію – знижую Це співпадає з отриманими даними по розрахунку рівноважного розподілу фаз. Аналіз отриманих в роботі даних розрахунку активностей складових у складній шлаковій системі на основі оксиду марганцю обґрунтовує доцільність повторної переробки металургійних марганцевих шлаків, що дозволить повернути марганець у металургійний переділ.