Анализ структурно-химического состояния оксикарбидов кальция при рафинировании металлургических расплавов
На основе полигональной диаграммы состояния CaC₂-CaO, построенной графоаналитическим методом во всем интервале концентраций твердых и жидких компонентов, проведен структурно-химический анализ, включающий классификацию и структуризацию исходных компонентов и промежуточных фаз. Установлено, что структ...
Збережено в:
Дата: | 2014 |
---|---|
Автори: | , , , , |
Формат: | Стаття |
Мова: | Russian |
Опубліковано: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2014
|
Назва видання: | Процессы литья |
Теми: | |
Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/159813 |
Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Цитувати: | Анализ структурно-химического состояния оксикарбидов кальция при рафинировании металлургических расплавов / Б.Ф. Белов, А.И. Троцан, И.Л. Бродецкий, Ф.С. Крейденко, В.А. Алексеева // Процессы литья. — 2014. — № 3. — С. 3-9. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-159813 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-1598132019-10-16T01:25:25Z Анализ структурно-химического состояния оксикарбидов кальция при рафинировании металлургических расплавов Белов, Б.Ф. Троцан, А.И. Бродецкий, И.Л. Крейденко, Ф.С. Алексеева, В.А. Получение и обработка расплавов На основе полигональной диаграммы состояния CaC₂-CaO, построенной графоаналитическим методом во всем интервале концентраций твердых и жидких компонентов, проведен структурно-химический анализ, включающий классификацию и структуризацию исходных компонентов и промежуточных фаз. Установлено, что структурные ионо-молекулярные комплексы оксикарбидов кальция представляют собой полигональные ячейки – полимерные сетки с ионо-ковалентными химическими связями, определяющими механизм взаимодействия оксикарбидов со шлаковыми и металлическими расплавами в процессах рафинирования. На основі полігональної діаграми стану CaC₂-CaO, яка побудована графоаналітичним методом в усьому інтервалі концентрацій твердих і рідких компонентів, проведено структурно-хімічний аналіз, що включає класифікацію і структуризацію вихідних компонентів і проміжних фаз. Встановлено, що структурні іоно-молекулярні комплекси оксікарбідів кальцію є полігональними комірками – полімерними сітками з іоно-ковалентними хімічними зв’язками, що визначають механізм взаємодії оксікарбідів зі шлаковими і металевими розплавами в процесах рафінування. The polygonal constitutional diagram of system CaC₂-CaO in all interval of concentration of hard and liquid initial components by a grapho-analytical method is formulated; the structurally-chemical analysis which is switching on classification and structurization of starting components and intermediate phases is spent. Structural ionic-molecular complexes oxycarbides of calcium, which represent polygonal cells-polymeric grids with ionic-covalent chemical bonds defining the mechanism of their interacting with slag and metal melts in processes of refining is determied. 2014 Article Анализ структурно-химического состояния оксикарбидов кальция при рафинировании металлургических расплавов / Б.Ф. Белов, А.И. Троцан, И.Л. Бродецкий, Ф.С. Крейденко, В.А. Алексеева // Процессы литья. — 2014. — № 3. — С. 3-9. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0235-5884 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/159813 669.046.512:544; 669.022:544 ru Процессы литья Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Russian |
topic |
Получение и обработка расплавов Получение и обработка расплавов |
spellingShingle |
Получение и обработка расплавов Получение и обработка расплавов Белов, Б.Ф. Троцан, А.И. Бродецкий, И.Л. Крейденко, Ф.С. Алексеева, В.А. Анализ структурно-химического состояния оксикарбидов кальция при рафинировании металлургических расплавов Процессы литья |
description |
На основе полигональной диаграммы состояния CaC₂-CaO, построенной графоаналитическим методом во всем интервале концентраций твердых и жидких компонентов, проведен структурно-химический анализ, включающий классификацию и структуризацию исходных компонентов и промежуточных фаз. Установлено, что структурные ионо-молекулярные комплексы оксикарбидов кальция представляют собой полигональные ячейки – полимерные сетки с ионо-ковалентными химическими связями, определяющими механизм взаимодействия оксикарбидов со шлаковыми и металлическими расплавами в процессах рафинирования. |
format |
Article |
author |
Белов, Б.Ф. Троцан, А.И. Бродецкий, И.Л. Крейденко, Ф.С. Алексеева, В.А. |
author_facet |
Белов, Б.Ф. Троцан, А.И. Бродецкий, И.Л. Крейденко, Ф.С. Алексеева, В.А. |
author_sort |
Белов, Б.Ф. |
title |
Анализ структурно-химического состояния оксикарбидов кальция при рафинировании металлургических расплавов |
title_short |
Анализ структурно-химического состояния оксикарбидов кальция при рафинировании металлургических расплавов |
title_full |
Анализ структурно-химического состояния оксикарбидов кальция при рафинировании металлургических расплавов |
title_fullStr |
Анализ структурно-химического состояния оксикарбидов кальция при рафинировании металлургических расплавов |
title_full_unstemmed |
Анализ структурно-химического состояния оксикарбидов кальция при рафинировании металлургических расплавов |
title_sort |
анализ структурно-химического состояния оксикарбидов кальция при рафинировании металлургических расплавов |
publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
publishDate |
2014 |
topic_facet |
Получение и обработка расплавов |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/159813 |
citation_txt |
Анализ структурно-химического состояния оксикарбидов кальция при рафинировании металлургических расплавов / Б.Ф. Белов, А.И. Троцан, И.Л. Бродецкий, Ф.С. Крейденко, В.А. Алексеева // Процессы литья. — 2014. — № 3. — С. 3-9. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
series |
Процессы литья |
work_keys_str_mv |
AT belovbf analizstrukturnohimičeskogosostoâniâoksikarbidovkalʹciâprirafinirovaniimetallurgičeskihrasplavov AT trocanai analizstrukturnohimičeskogosostoâniâoksikarbidovkalʹciâprirafinirovaniimetallurgičeskihrasplavov AT brodeckijil analizstrukturnohimičeskogosostoâniâoksikarbidovkalʹciâprirafinirovaniimetallurgičeskihrasplavov AT krejdenkofs analizstrukturnohimičeskogosostoâniâoksikarbidovkalʹciâprirafinirovaniimetallurgičeskihrasplavov AT alekseevava analizstrukturnohimičeskogosostoâniâoksikarbidovkalʹciâprirafinirovaniimetallurgičeskihrasplavov |
first_indexed |
2025-07-14T12:23:13Z |
last_indexed |
2025-07-14T12:23:13Z |
_version_ |
1837625029503746048 |
fulltext |
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2014. № 3 (105) 3
Получение и обработка расПлавов
уДк 669.046.512:544; 669.022:544
б. Ф. белов, а. и. троцан, и. л. бродецкий*,
Ф. с. крейденко, в. а. алексеева*
Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, Киев
*Государственное высшее научное заведение «Приазовский государственный
технический университет», Мариуполь
анализ структурно-химического состояния
оксикарбиДов кальция При раФинировании
металлургических расПлавов
На основе полигональной диаграммы состояния CaC
2
-CaO, построенной графоаналитиче-
ским методом во всем интервале концентраций твердых и жидких компонентов, проведен
структурно-химический анализ, включающий классификацию и структуризацию исходных
компонентов и промежуточных фаз. Установлено, что структурные ионо-молекулярные ком-
плексы оксикарбидов кальция представляют собой полигональные ячейки – полимерные сет-
ки с ионо-ковалентными химическими связями, определяющими механизм взаимодействия
оксикарбидов со шлаковыми и металлическими расплавами в процессах рафинирования.
Ключевые слова: оксикарбид кальция, диаграмма состояния, классификация, структурные
ионо-молекулярные комплексы, шлак, расплав, рафинирование.
На основі полігональної діаграми стану CaC
2
-CaO, яка побудована графоаналітичним методом
в усьому інтервалі концентрацій твердих і рідких компонентів, проведено структурно-хімічний
аналіз, що включає класифікацію і структуризацію вихідних компонентів і проміжних фаз.
Встановлено, що структурні іоно-молекулярні комплекси оксікарбідів кальцію є полігональ-
ними комірками – полімерними сітками з іоно-ковалентними хімічними зв’язками, що ви-
значають механізм взаємодії оксікарбідів зі шлаковими і металевими розплавами в процесах
рафінування.
Ключові слова: оксікарбид кальцію, діаграма стану, класифікація, структурні іоно-молекулярні
комплекси, шлак, розплав, рафінування.
The polygonal constitutional diagram of system CaC
2
-CaO in all interval of concentration of hard
and liquid initial components by a grapho-analytical method is formulated; the structurally-chemical
analysis which is switching on classification and structurization of starting components and interme-
diate phases is spent. Structural ionic-molecular complexes oxycarbides of calcium, which represent
polygonal cells-polymeric grids with ionic-covalent chemical bonds defining the mechanism of their
interacting with slag and metal melts in processes of refining is determied.
Keywords: oxycarbides of calcium, constitutional diagram, classification, structural ionic-molecular
complexes, slag, melt, refining.
4 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2014. № 3 (105)
Получение и обработка расплавов
Карбид кальция (СаС2
) является основным компонентом при производстве аце-
тилена (С2Н2) для газосварки. В последнее время фракционированный карбид
кальция широко применяют для раскисления шлака, металла и десульфурации
чугуна [1-3]. Промышленные сорта карбида кальция содержат 50-80 % СаС2 [3],
остальное – оксид кальция, в том числе примеси серы, углерода и других элемен-
тов (ТУ 6-01-1347-87). Технология производства карбида кальция, который полу-
чают в дуговых электропечах восстановлением оксида кальция углеродом при вы-
соких температурах (~3000 0С), реализуется через последовательный ряд струк-
турно-химических реакций с образованием промежуточных фаз в соответствии с
диаграммой состояния бинарной системы СаО-СаС2.
Целью настоящей работы являются классификация и структуризация исходных
компонентов и промежуточных фаз системы СаО-СаС
2
, а также структурно-хими-
ческий анализ механизма взаимодействия оксикарбидов кальция со шлаковыми
и металлическими расплавами для повышения эффективности их рафинирования.
Системным классификатором оксикарбидов кальция является полигональная
диаграмма состояния бинарной системы СаО-СаС
2
, построенная графоаналити-
ческим методом во всем интервале концентраций твердых и жидких исходных ком-
понентов (ПДС-метод, [4]). В основу ПДС-метода заложено нахождение реперных
точек первичной промежуточной фазы (ППФ) – стехиометрического и химического
составов, температур образования и плавления, областей гомогенности твердых
и жидких растворов на ее основе. Структурное состояние исходных компонентов и
промежуточных фаз характеризуется типом ионо-молекулярного комплекса (СИМ-
комплекса), который для ППФ отличается минимальным числом частиц (атомов) и
максимально плотной их упаковкой. Число частиц (N), cоставляющих СИМ-комплекс,
находят из структурной формулы исходных компонентов и промежуточных фаз, а
плотность упаковки определяют из приведенных площади (S0) или объема (V0) по-
лигональных (ПГЯ ) и полиэдрических (ПДЯ) ячеек путем деления численных
значений площади (объема) ячейки на число атомов в ней [4].
Известная диаграмма СаО-СаС
2
[3] относится к эвтектическому типу с химиче-
ским соединением, содержащим ~ 50,0 % СаО с конгруэнтной точкой плавления
1900 0С. Эвтектические точки определены при содержаниях 70,0 и 36,0 % СаС
2
и
температурах ~1750 и 1800 0С. В табл. 1 приведены стехиометрический и химиче-
ский составы промежуточных фаз, представленных на рисунке (вставка – извест-
ная диаграмма СаО-СаС
2
). Структуризация оксикарбидов кальция, включающая
формульный состав и СИМ-комплексы, геометрические параметры которых рас-
считаны по квантовомеханическим данным химических элементов в соответствии с
радиально-орбитальной моделью электронного строения атомов [5]), представлена
в табл. 2. Структурный тип СИМ-комплексов оксикарбидов кальция определяется
наличием ионо-ковалентных химических связей [6], ионная доля которых зависит
от концентрации СаО, ковалентная – от СаС
2
. Ионная связь реализуется между
кальцием и кислородом (Са - О); ковалентная – между атомами кальция (Са :
Са); углерода (С : С) и кальция – углерода (Са : С), где атомы находятся в двухза-
рядном состоянии.
Стехиометрический состав ППФ отвечает формуле химического соединения
СаОСаС
2
, содержащего 46,7 СаО + 53,3 % СаС
2
, образующегося при температуре
1400 0С с точкой плавления 1900 0С. СИМ-комплекс ППФ состоит из 20-ти атомов
и плотностью упаковки S0 = 0,0164, что отвечает критериям существования первич-
ной фазы. Стехиометрический состав эвтектик отвечает формулам 2СаС
2
СаО (Э
1
,
69,6/30,4) при 1750 0С и СаС
2
2СаО (Э
2
, 36,4/63,6) – при 1800 0С. Здесь и далее Э
1
,
Э
2
– эвтектики, цифры в скобках относятся к %мас. СаС
2
и СаО, соответственно.
Первичная промежуточная фаза СаС
2
СаО разделяет диаграмму (рисунок) на две
квазибинарные системы: СаС
2
-СаС
2
СаО и СаО-СаС
2
СаО, в которых образуются
вторичные фазы – эвтектические и эвтектоидные. К эвтектоидным фазам относят-
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2014. № 3 (105) 5
Получение и обработка расплавов
Л
ит
ей
ны
е
сп
ла
вы
П
ро
м
еж
ут
оч
ны
е
ф
аз
ы
хи
м
ич
ес
ки
е
ре
ак
ци
и
ф
ор
м
ул
ьн
ы
й
со
ст
ав
ус
ло
вн
ы
е
об
оз
на
че
ни
я*
со
де
рж
ан
ия
к
ом
-
по
не
нт
ов
, %
м
ас
.
С
аО
/С
аС
2
ρ,
г
/с
м
3
те
м
пе
ра
ту
ра
, 0 С
**
С
аС
2
С
аО
об
ра
зо
-
ва
ни
е
пл
ав
-
ле
ни
е
С
аС
2-С
аО
С
аС
2+
С
аО
→
С
аС
2С
аО
С
аС
2С
аО
1,
1
53
,3
46
,7
0,
88
2,
76
14
00
н.
д
.
19
00
19
00
С
аО
-
С
аС
2С
аО
2С
аО
+
С
аС
2С
аО
→
→
С
аС
23С
аО
С
аС
23С
аО
1,
3
27
,8
72
,4
2,
60
3,
06
16
50
н.
д
.
–
н.
д
.
С
аС
2С
аО
-
-
С
аС
24С
аО
2(
С
аС
2С
аО
)+
С
аС
24С
аО
→
→
3С
аС
26С
аО
С
аС
22С
аО
(Э
2)
1,
2
36
,4
63
,6
1,
75
2,
95
18
00
18
00
18
00
18
00
С
аС
2-
С
аС
2С
аО
2С
аС
2+
С
аС
2С
аО
→
→
3С
аС
2С
аО
3С
аС
2С
аО
3,
1
77
,4
22
,6
0,
29
2,
48
16
00
н.
д
.
–
н.
д
.
С
аС
2С
аО
-
-3
С
аС
2С
аО
С
аС
2С
аО
+
3С
аС
2С
аО
→
4С
аС
22С
аО
2С
аС
2С
аО
(Э
1)
2,
1
69
,6
30
,4
0,
44
2,
58
17
50
17
50
17
50
17
50
та
б
л
и
ц
а
1
.
к
л
а
с
с
и
ф
и
ка
ц
и
я
о
кс
и
ка
р
б
и
д
о
в
к
а
л
ьц
и
я
*п
е
р
вы
е
ц
и
ф
р
ы
о
тн
о
ся
тс
я
к
ст
е
хи
о
м
е
тр
и
че
ск
и
м
к
о
эф
ф
и
ц
и
е
н
та
м
С
аО
, в
то
р
ы
е
–
к
S
iO
2
(с
м
о
тр
и
п
о
ли
го
н
ал
ьн
ую
д
и
аг
р
ам
м
у
си
ст
е
м
ы
С
аС
2
-С
аО
н
а
р
и
су
н
ке
)
**
ч
и
сл
и
те
ль
–
р
ас
че
тн
ы
е
д
ан
н
ы
е
,
зн
ам
е
н
ат
е
ль
–
л
и
те
р
ат
ур
н
ы
е
;
п
р
о
че
р
к
в
чи
сл
и
те
ле
о
зн
ач
ае
т,
ч
то
д
ан
н
ая
ф
аз
а
п
ла
ви
тс
я
и
н
ко
н
гр
уэ
н
тн
о
и
н
е
и
м
е
е
т
то
чк
у
п
ла
вл
е
н
и
я;
н
. д
. –
н
е
т
д
ан
н
ы
х
6 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2014. № 3 (105)
Получение и обработка расплавов
ся химические соединения стехиометрического состава 3СаС
2
СаО (77,4/22,6) и
СаС
2
3СаО (27,6/72,4), образующиеся при 1600 и 1650 0С, соответственно.
На базе эвтектоидных фаз (рисунок) существуют непрерывные твердые рас-
творы – моноструктурные (М3К, М3И) при температурах выше и диструктурные (Д3К,
Д3И), образующиеся при распаде эвтектоида ниже температуры их образования. На
базе исходных компонентов существуют твердые растворы (Кβ и Иβ), содержащие
максимальные концентрации другого компонента в эвтектоидных точках (3К и 3И).
Формульный состав СИМ-комплексы
стехиомет-
рический
структурный
геометрические параметры (нм)
a = 0,154, h1 = 0,155, h2 = 0,140, h3 = 0,170
СаO
Са4O4
N = 8 SПГЯ = 0,0949 нм2
So = 0,01190
СаC2
Са4С8
N = 12
SПГЯ = 0,1241 нм2
So = 0,01034
CaOCaC2
Са8C8O4
N = 20
SПГЯ = 0,3296 нм2, So = 0,0164
СаO2CaC2
Са12C16O4
N = 32
SПГЯ = 0,9948 нм2, So = 0,0311
СаO3СаС2
Са16C24O4
N = 44
SПГЯ = 1,4445 нм2, So = 0,0328
3CaOCaC2
Са16C8O12
N = 36
SПГЯ = 0,7090 нм2, So = 0,1970
2CaOCaC2
Са12C8O8
N = 28
SПГЯ = 0,5193 нм2 , So = 0,0185
таблица 2. структуризация оксикарбидов кальция
Примечание: N – число частиц; S
ПГЯ
– площадь полигональной ячейки, нм2; S0 – плот-
ность упаковки атомов = S
ПГЯ
/N
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2014. № 3 (105) 7
Получение и обработка расплавов
Эвтектические фазы на диаграмме (рисунок) находятся в области гомогенности
твердых т т
1 2(Э ,Э ) и жидких ж ж
1 2(Э ,Э ) растворов. Выше линии ликвидуса К
2
Э
1
ОКоЭ
2
И
2
(жирная линия), кроме эвтектических расплавов, находятся области гомогенности,
ограниченные пунктирными линиями, полиэдрической
ПД ПД
ИК( , )L L , полигональной
(LПГ) и разупорядоченной (LРАЗ) жидкости на основе исходных компонентов, а также
область гомогенности расплава первичной фазы (LОК). Принятые цифровые обо-
значения относятся к стехиометрическим коэффициентам промежуточных фаз:
первые цифры – карбид, вторые – оксид кальция. Последовательный ряд проме-
жуточных фаз: СаС
2
→ 3СаС
2
СаО (3К) → 2СаС
2
СаО(Э
1
) → СаС
2
СаО (ППФ,ОК) →
Полигональная диаграмма системы СаС
2
-СаО
8 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2014. № 3 (105)
Получение и обработка расплавов
СаС
2
2СаО (Э
2
) → СаС
2
3СаО (3И) → СаО включает пять наименований против трех
на классической диаграмме.
Проведенная классификация и структуризация оксикарбидов кальция позволя-
ет представить технологическую схему получения карбида кальция и исследовать
механизм процессов рафинирования через последовательный ряд структурно-хи-
мических реакций с образованием промежуточных фаз диаграммы СаС
2
-СаО. Дей-
ствительно, восстановление оксидов кальция углеродом начинается с образования
первичной промежуточной фазы по следующей реакции:
2СаО + 3С → СО↑ + СаОСаС
2
,
которая при избытке углерода образует свободный карбид
СаОСаС
2
+ 3С → СО↑ + 2(СаС
2
),
балансовое уравнение суммарной реакции имеет вид
2СаО + 6С → 2СО↑ + 2СаС
2
,
из которой определяют расходные коэффициенты шихтовых материалов и продук-
тов реакции: при расходе 1,0 кг СаО требуется 0,643 кг углерода с образованием
1,15 кг СаС
2
.
Образовавшиеся карбид и избыточный оксид кальция при 1400 0С сосуществуют
с первичной фазой СаОСаС
2
, с которой вступают во взаимодействие при повыше-
нии температуры с образованием вторичных промежуточных фаз – эвтектоидных
и эвтектических. Механизм рафинирования включает стохастические реакции рас-
кисления, десульфурации и шлакообразования при условии раскисления шлака
только углеродом и десульфурацию металла – кальцием.
В табл. 3 приведен сопоставительный анализ эффективности рафинирования
оксикарбидами, окисью и карбидом кальция, рассчитанный на основе суммарных
химических реакций. Карбид кальция, как и оксикарбид, относится к раскислителям
и десульфураторам, тогда как оксид кальция является шлакообразующим компонен-
том, повышающим основность рафинировочного шлака, раскисленного углеродом
и только тогда способного адсорбировать серу из расплава при равной с карбидом
адсорбционной емкостью по сере (А
S
= 44,4 %).
Исходные
компоненты
Химические реакции рафинирования
(суммарные)
АS, %
∆S,
кг/кг
∆О,
кг/кг
CaO + C 4CaO + 4C + 4[S]→ 4CO↑ + 4CaS 44,4 0,570 –
CaC2 4CaC2 + 8(O) +4[S]→8CO ↑ + 4CaS 44,4 0,500 0,500
CaOCaC2 4(CaOCaC2)+8(O)+4[S]→8CO↑ +4CaO4CaS 25,0 0,270 0,270
CaO2CaC2 4(CaO2CaC2)+16(O)+8[S]→16CO↑ +4CaO8CaS 32,0 0,350 0,350
CaO3CaC2 4(CaO3CaC2)+24(O)+12[S]→24CO↑ 4CaO12CaS 35,3 0,390 0,390
3CaOCaC2 4(3CaOCaC2)+8(O)+4[S]→8CO ↑+12CaO4CaS 13,3 0,140 0,140
2CaOCaC2 4(2CaOCaC2)+8(O)+4[S]→8CO ↑+8CaO4CaS 17,4 0,180 0,180
Примечание: АS − адсорбционная емкость шлака по сере (содержания серы в шлаке, %мас.);
∆S − убыль серы из металла; ∆О − убыль кислорода из шлака
таблица 3. адсорбционная емкость оксикарбидов кальция
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2014. № 3 (105) 9
Получение и обработка расплавов
Адсорбционная емкость оксикарбидов значительно ниже и зависит от их соста-
ва. Максимальные значения А
S
= 35,3 % получены для эвтектоидного оксикарбида
(СаО3СаС
2
), содержащего 77,4 % СаС
2
и образующего оксисульфид с высоким
содержанием сульфида (79,4 %). Минимальные значения А
S
= 13,3 % получены для
эвтектоида 3СаОСаС
2
.
К оптимальным составам следует отнести эквимолярный оксикарбид СаОСаС
2
с
адсорбционной емкостью А
S
= 25,0 %, обеспечивающий снижение серы на 0,027 % и
менее трудоемкий при его производстве в качестве первичной промежуточной фазы.
выводы
• Графоаналитическим методом построена полигональная диаграмма со-
стояния бинарной системы СаС
2
-СаО во всем интервале концентраций твердых
и жидких исходных компонентов, обладающая большей информативностью по
сравнению с классической диаграммой и включающая пять промежуточных фаз:
СаС
2
→3СаС
2
СаО→2СаС
2
СаО (Э
1
)→СаС
2
СаО (ППФ)→СаС
2
3СаО→СаС
2
2СаО(Э
2
)→
→СаО, в том числе две новые эвтектоидные фазы 3СаС
2
СаО и СаС
2
3СаО.
• Выполнена системная классификация оксикарбидов кальция, включающая
определение их стехиометрического и химического составов, температур образова-
ния и плавления, областей гомогенности твердых и жидких растворов. Предложена
технологическая схема получения карбида кальция через последовательный ряд
структурно-химических реакций с образованием промежуточных фаз диаграммы
СаО-СаС
2
.
• Показан механизм рафинирования расплавов на основе наноструктурного
анализа СИМ-комплексов оксикарбидов кальция, представляющих собой поли-
гональные ячейки с ионо-ковалентными химическими связями, определяющими
характер взаимодействия их со шлаковыми и металлическими расплавами в про-
цессах рафинирования; предложен оптимальный состав оксикарбида кальция, от-
вечающий эквимолярной первичной промежуточной фазе СаОСаС
2
(46,7/53,3 %).
1. Технология внепечной обработки стали с использованием нового раскислителя /А. Н. Лу-
ценко, А. А. Немтинов, С. Б. Ерошкин и др. // Металлург. − 2007. − № 10. − С. 48-51.
2. Повышение чистоты металла при внепечной обработке карбидом кальция / С. Б. Ерошкин,
К. Э. Прудов, О. В. Попов и др. // Сталь. − 2007. − № 12. − С. 26-28.
3. Santiago R. J., Mombello L. A. / Determination of Optimum calcium carbide for Deoxidation of
Steel // Elektrometalurgia Andina S.A.I.c. − 2005. − Р. 1-5.
4. Пат. 2825 Украина. Методика построения полигональных диаграмм состояния бинарных
металлургических систем / Б. Ф. Белов, А. И. Троцан, П. С. Харлашин, Ф. С. Крейденко.
− Надрук. 29.02.2000.
5. Троцан А. И., Харлашин П. С., Белов Б. Ф. О природе химической связи элементов в метал-
лургических фазах // Изв. вузов. Чер. металлургия. – 2002. – № 4. – С. 60-64.
6. Самсонов Г. В. Высокотемпературные карбиды. – Киев: Наук. думка, 1975. – 191 с.
Поступила 18.02.2014
|