Исследование высокотемпературных оксидно-металлических расплавов при индукционной плавке в холодном тигле

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Объектом исследования являются высокотемпературные оксидно-металлические расплавы, полученные в печах индукционной плавки в холодном тигле (ИПХТ). Представлены результаты пилотных тестов в печах ИПХТ при температурах расплавов более 2400оС на воздухе, проведенных с целью изучения распределения компонентов между оксидной и металлической фазой двухфазного расплава с ограниченной смесимостью компонентов. Приведены результаты физико-химических исследований материалов, полученных закалочной кристаллизацией высокотемпературного расплава, подтверждающие восстановление кремния и окисление железа с перераспределением этих компонентов между оксидной и металлической фазами. Данный экспериментальный результат противоречит известным диаграммам Эллингема и термодинамическим расчетам, но аналогичный эффект наблюдается экспериментально в системе U–O–Fe. Таким образом, метод ИПХТ позволяет осуществлять инверсию окислительно-восстановительных процессов в ряде оксидно-металлических систем, что может быть использовано для получения новых материалов и создания технологий высокотемпературной экстракции целевых компонентов.

Об авторах

Д. Б. Лопух

ФГОАУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)» (СПбГЭТУ «ЛЭТИ»)

Email: avvavilov@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. В. Вавилов

ФГОАУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)» (СПбГЭТУ «ЛЭТИ»)

Автор, ответственный за переписку.
Email: avvavilov@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. П. Мартынов

ФГОАУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)» (СПбГЭТУ «ЛЭТИ»)

Email: avvavilov@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

В. И. Альмяшев

ФГОАУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)» (СПбГЭТУ «ЛЭТИ»); ФГУП «Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова» (ФГУП «НИТИ им. А.П. Александрова»)

Email: avvavilov@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург; Сосновый Бор

А. С. Свинолупова

ФГОАУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)» (СПбГЭТУ «ЛЭТИ»)

Email: avvavilov@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Бакланов В.В., Градобоев А.В., Жданов В.С., Скаков М.К., Кукушкин И.М. Разработка методики имитации остаточного тепловыделения в прототипе кориума // Известия ВУЗов. Физика. 2014. 57. № 11/2. С. 230–235. EDN: TKITIF.
  2. Manara D., Boboridis K., Lee W. et al. Investigation of some nuclear and refractory materials under extreme conditions // International Research Conference on Structure and Thermodynamics of Oxides at High Temperature. 2016. University of California, Davis. https://thermo.ucdavis.edu/wpcontent/uploads/sites/352/2017/04/STOHT16_Abstracts.pdf.
  3. Павлов В.А., Лозовая Е.Ю., Бабенко А.А. Спецэлектрометаллургия сталей и сплавов. Екатеринбург: Изд-во Уральского университета, 2018.
  4. Григорян В.А., Белянчиков Л.Н., Стомахин А.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. Металлургия, 1987.
  5. Пугин К.Г., Вайсман Я.И., Юшков Б.С., Максимович Н.Г. Снижение экологической нагрузки при обращении со шлаками черной металлургии: монография. Пермский государственный технический университет. Пермь, 2008.
  6. Немчинова Н.В., Бузикова Т.А. Исследование фазово-химического состава печных шлаков кремниевого производства. Известия вузов. Металлургия цветных металлов. 2017. 1. С. 31–39.
  7. Lv H., Kang L., Wang K., Liu Y., Parametric optimization of removing iron from solid waste melts based on analysis of real-time coupled two-phase interface in an induction heating furnace. Energy. 2022. 261. 125195.
  8. Лопух Д.Б., Бешта С.В., Мартынов А.П., Вавилов А.В., Скриган И.Н. Индукционная плавка кориума в холодном тигле. Оборудование и применение. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2019.
  9. Лопух Д.Б., Бешта С.В., Мартынов А.П., Вавилов А.В., Скриган И.Н. Индукционная плавка кориума и стекла в холодном тигле. Свойства и моделирование. Санкт-Петербург, Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2021.
  10. «Лаборатория ИПХТ» URL: http://ccimlab-leti.ru.
  11. Хабенский В.Б., Альмяшев В.И., Грановский В.С., Крушинов Е.В., Витоль С.А., Котова С.Ю., Гусаров В.В. Моделирование окисления расплава активной зоны ядерного реактора при наличии оксидной корки на поверхности расплава // Журнал технической физики. 2021. 91. № 2. С. 232–239.
  12. Asmolov V.G., Bechta S.V., Khabensky V.B. et al. Partitioning of U, Zr and Fe between molten oxidic and metallic corium. Proceedings of MASCA Seminar. 2004. Aix–en–Provance, France.
  13. Альмяшев В.И. Физико-химическое конструирование функциональных материалов для локализации расплава активной зоны ядерного реактора. Диссертация на соискание ученой степени к.х.н. Екатеринбург. 2015 г.
  14. Лопух Д.Б., Озеров А.Ю., Вавилов А.В., Мартынов А.П. Исследование индукционной плавки вулканической породы с барботированием ее расплава // Междунар. НМК конф. «Наука и образование: актуальные вопросы теории и практики». Самара–Оренбург–Нижний Новгород. 2021.
  15. Вавилов А.В., Озеров А.Ю., Лопух Д.Б., Скриган И.Н., Мартынов А.П., Кузнецов Р.А., Дядин В.И. Разработка и исследования работы печи ИПХТ для изучения дегазации расплава вулканической породы // Электротехника. 2023. № 3. С. 57–62.
  16. Ellingham H.J.T. Reducibility of oxides and sulfides in metallurgical processes. Journal of the Society of Chemical Industry (London). 1944. 63. № 5. P. 125–133.
  17. Raabe D. The Materials Science behind Sustainable Metals and Alloys // Chemical Reviews. 2023. 123. № 5. P. 2436–2608.
  18. Краткая химическая энциклопедия. Ред. коллегия: И.Л. Кнунянц (отв. ред.) и др. Т. 4. М.: Советская энциклопедия, 1965.
  19. Багрянский К.В., Хренов К.К., Добротина З.А. Теория сварочных процессов. Издательство: Вища школа, Киев. 1976.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».