EFFECT OF LOW MANGANESE AND PHOSPHORUS CONTENTS ON THE BULK AND SURFACE PROPERTIES OF IRON MELTS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

There are virtually no published data on the combined effect of the impurities accompanying the dephosphorization process on the structural and physicochemical properties of iron melts. The state of the iron melt was considered as a function of composition and the corresponding values of density and surface tension based on the conditions of metal refining from phosphorus in the presence of manganese. The effect of these elements on the structural and physicochemical properties of melt was estimated according to the density and surface tension in the form of temperature and concentration dependence. In the manganese- and phosphorus-containing melts, compression effects and negative deviations from Raoult's law were observed. A decrease in the surface tension in the iron melts containing phosphorus and manganese was found. The addition of manganese to the iron melt had the opposite effect with respect to decreasing the surface tension and formation of the higher density.

About the authors

K. S Filippov

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences

Email: ksfilip045@gmail.com
Moscow, Russia

S. N Anuchkin

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences

Email: AnuchkinSN@yandex.ru
Moscow, Russia

A. A Aleksandrov

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

References

  1. Bigeev, A.M. Mathematical description of the kinetics of oxidation of cast iron impurities when blowing it with oxygen / A.M. Bigeev // Physicochemical bases of metallurgical processes : Scientific reports of the X All-Union conference. – M. : Chermetinformatsiya, 1991. P.II. 220 p.
  2. Dragomir, I. Study of properties of iron-phosphorus melts. Viscosity and electrical resistance / I. Dragomir, A.F. Vishkarev, V.I. Yavoiskiy // Izvestiya vuzov. Chernaya Metallurgiya. 1964. №7. P.48–52.
  3. Shahpazov, E.H. Physico-chemical principles of reduction refining of high-alloy steels and ferroalloys from phosphorus, antimony and other harmful impurities / E.H. Shahpazov, A.I. Zaytsev, B.M. Mogutnov // Problems of ferrous metallurgy and mater. sci. 2010. №2. P.5–15.
  4. Lyakishev, N.P. Some fundamental problems of metallurgical processes / N.P. Lyakishev // Stal’. 1991. №11. P.1–7
  5. Karasev, V.P. Dephosphorization during induction steel melting / V.P. Karasev, P.V. Kovalev, S.V. Ryaboshuk // Elektrometallurgiya. 2020. №6. P.2–7.
  6. Lyakishev, N.P. The current state of technology for non-furnace steel refining / N.P. Lyakishev, A.G. Shalimov. – M. : ELIZ, 2001. 50 p.
  7. Filippov, S.I. Theory of metallurgical processes / S.I. Filippov. – M. : Metallurgiya, 1967. 279 p.
  8. Nesmeyanov, A.N. Vapor pressure of chemical elements / A.N. Nesmeyanov. – M. : Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 1961. 395 p.
  9. Boyarshinov, V.A. Refining remelting of steel and alloys in vacuum / V.A. Boyarshinov, A.G. Shalimov, A.I. Shcherbakov, I. Petrman, I. Needly. – M. : Metallurgiya, 1979. 304 p.
  10. Filippov, K.S. Volume and surface properties of tin-containing nickel melts / K.S. Filippov, S.N. Anuchkin, A.A. Aleksandrov // Russian Metallurgy (Metally). 2023. №11. P.1639–1647.
  11. Filippov, K.S. Volume and surface properties of antimony-containing nickel melts / K.S. Filippov // Russian Metallurgy (Metally). 2018. №7. Р.677–684.
  12. Filippov, E.S. Density of solid and liquid alloys of iron and phosphorus / E.S. Filippov, N.P. Levenets, A.M. Samarin // Physical and chemical principles of steel production. – M. : Nauka, 1968. P.13–17.
  13. Baum, B.A. Viscosity of iron-manganese melts / B.A. Baum, Yu.N. Akshentsev, P.V. Geld` // Izvestiya vuzov. Ferrous metallurgy. 1968. №9. P.27–30.
  14. Arsent`ev, P.P. Viscosity and electrical conductivity of iron-carbon melts with manganese and silicon additives / P.P. Arsent`ev, B.G. Vinogradov, S.I. Filippov // Izvestiya vuzov. Ferrous metallurgy. 1963. №3. P.11–19.
  15. Gol’dshteyn, Ya.E. Modification and microalloying of cast iron and steel / Ya.E. Gol’dshteyn, V.G. Mizin. – M. : Metallurgiya, 1986. 272 p.
  16. Vishkarev, A.F. Surface activity of phosphorus in liquid iron and ferrous slags / A.F. Vishkarev, I. Dragomir, U. Din-Fen, V.I. Yavoiskiy // Surface phenomena in melts and solid phases arising from them. – Nal`chik : Kabardino-Balkarian Publishing House, 1965. P.327–332.
  17. Volkov, S.E. Surface tension of iron–phosphorus–oxygen melts / S.E. Volkov, N.P. Levenets, A.M. Samarin // Surface phenomena in melts and solid phases arising from them. – Nal`chik : Kabardino-Balkarian Publishing House, 1965. P.411–415.
  18. Naydich, Yu.V. The «large drop» method for determining the surface tension and density of molten metals at high temperatures / Yu.V. Naydich, V.I. Eremenko // FMM. 1961. V.11. №6. P.883–888.
  19. Filippov, K.S. Study of volume and surface properties of the iron melts containing phosphorus impurity / K.S. Filippov, S.N. Anuchkin, A.A. Aleksandrov // Russian Metallurgy. 2025. №1. P.30–40.
  20. Nizhenko, V.I. Surface tension of liquid metals and alloys : handbook / V.I. Nizhenko, L.I. Floka. – M. : Metallurgiya, 1981. 208 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

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».