Composition and Mobility of Ionic Ensembles in Slags for Steel Refining in the Ladle–Furnace Unit


Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

High-lime synthetic slags for refining steels in the ladle–furnace unit are investigated. The content of the slag mixtures is as follows: 60 wt % CaO, 7 and 8 wt % MgO, 7–23 wt % Al2O3, and 9–18 wt % SiO2, with additions of 8 wt % CaF3 and 5–15 wt % Na2O. Polymer theory is used to calculate the composition of the anionic subsystem in the slag melts. The log-mean polymerization constants Kp* for multicomponent melts are calculated from the known polymerization constants in binary systems. It is found that Kp* ≈ 10–3–10–2 in the range 1500–1600°C. In that range, the melt’s degree of polymerization is 3 × 10–4–8 × 10–3. In the most polymerized melt, the ionic content of the dimers Si2O76- and Al2O78- is no more than 0.1 and 1.5% of the values for the corresponding monomers. Therefore, we assume, with an error of about 2%, that the structural units of the anionic subsystem are monomers AlO45- and SiO44- simple O2– and F ions (slag 7). The cationic subsystem consists of Ca2+, Mg2+, Na+, and Al3+ ions in octahedral coordination with oxygen (less than 3% of all the Al atoms). In all the melts, the concentrations of free oxygen ions O2– and Ca2+ ions are similar. In half the cases, the content of O2– ions is greater than the content of Ca2+ ions. The mean mobility U and self-diffusion coefficient D for all the cations are calculated from data for the electrical conductivity and the density. With increase in temperature from 1500 to 1600°C, U and D increase by 50 and 60%, respectively, in all the slags. With increase in the mutual substitution of the components in the slag mixtures M = n(Na2O, CaF2)/n(Al2O3 + SiO2), mol/mol, at 1600°C, U increases from 1.14 × 10–8 to 1.46 × 10–8 m2/(V s) for slags 1–6 (0 ≤ M ≤ 1.1) and from 1.01 × 10–8 to 1.66 × 10–8 m2/(V s) for slags 7–10 (0.25 ≤ M ≤ 0.65). Correspondingly, D increases from 9.2 × 10–10 to 12.8 × 10–10 m2/s for slags 1–6 and from 8.2 × 10–10 to 14.3 × 10–10 m2/s for slags 7–10. The temperature dependence of U and D may be approximated by an Arrhenius equation with activation energies EU and ED. With increase in M in the given ranges, EU declines from 146 to 100 kJ/mol (slags 1–6) and from 124.5 to 109 kJ/mol (slags 7–10). Likewise, ED declines from 159 to 116.5 kJ/mol (slags 1–6) and from 139.5 to 124 kJ/mol (slags 7–10). The mean values of EU and ED correlate with the mean distance between the cations in the melts. On the basis of the proposed alternative model of the conductivity, the O2– ions may also transfer electric charge. Preliminary estimates show that the oxygen transport number at 1600°C may exceed 0.1 in some slags.

Об авторах

G. Isaev

Moscow State Manufacturing University

Автор, ответственный за переписку.
Email: Isaev1946@mail.ru
Россия, Moscow

I. Magidson

Moscow State Manufacturing University

Email: Isaev1946@mail.ru
Россия, Moscow

N. Smirnov

Moscow State Manufacturing University

Email: Isaev1946@mail.ru
Россия, Moscow

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Allerton Press, Inc., 2018

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».