В. А. Салина, В. И. Жучков.
АННОТАЦИЯ
Для изучения возможности процесса восстановления элементов многокомпонентной системы Cr2O3–FeO–CaO–SiO2–MgO–Al2O3 проведено термодинамическое моделирование в жидком состоянии. Параметры исходного состояния системы: интервал температур (t) 1500–1800°С с шагом 100°С, общее давление системы 0.1 МПа и количество азота 2.24 м3. Цель работы – изучение влияния количества пыли газоочистки, добавленной к руде, на процесс восстановления элементов при выплавке феррохрома. Состав оксидной системы соответствовал хромовой руде (38% Cr2O3; 11.1% FeO; 0.17% CaO; 15% SiO2; 29.7% MgO; 6% Al2O3) и пыли газоочисток (15.5% Cr2O3; 7.5% FeO; 0.8% CaO; 67.3% SiO2; 7.2% MgO; 1.7% Al2O3) при получении феррохрома среднеуглеродистого. Количество пыли в смеси составило 0; 5; 10; 20%. В качестве восстановителя использовали углерод. Расход восстановителя увеличен на 10% от стехиометрии на восстановление Fe и Cr и на 8% от массы металла для образования карбидов железа, хрома, кремния. Моделирование проведено с применением ПК HSC Chemistry 6.12 (Outokumpu, Финляндия). В базу данных введены термодинамические данные соединения CrO(II), уточнены существующие в базе данных термохимические характеристики соединений: CaCr2O4, SiC, Cr3C2, Cr7C3, Cr23C6, Fe3C. Установлено, что повышение температуры расплава c 1500 до 1700°С увеличивает степень восстановления хрома (ηCr) с 90.2 до 94.8% при различном содержании пыли в системе. Повышение количества пыли в смеси с 0 до 20% снизило ηCr. При этом наибольшее значение ηCr характерно для системы без пыли и равно 94.8% при (СаО + MgO)/(SiO2) = 2.0 и t = 1700°С. Определены химические составы металлического и шлакового расплавов. Содержание [Сr] составило 64–65.6% при температуре расплава 1700°С. Результаты моделирования могут быть использованы при анализе восстановительных процессов хромсодержащих систем и технологии получения сплавов.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
состав, система, углерод, температура, теплота, расплав, фаза, термодинамическое моделирование, степень восстановления, жидкофазное состояние
DOI: 10.31857/S023501062105011X