Вибір критеріїв та розробка моделей для прогнозування фізико-хімічних властивостей ковшових шлаків при позапічній обробці чавуну

Анотація

Статтю присвячено розробці методики оперативного прогнозу властивостей кінцевого доменного шлаку за його хімічним складом і температурою для підвищення якості чавуну за вмістом сірки.

Вивчено та узагальнено наявні відомості про структуру і властивості доменних шлаків, методах їх визначення для встановлення зв'язку параметрів шлакового режиму з показниками доменної плавки, експериментально визначено залежність найважливіших властивостей доменного шлаку від його хімічного складу і температури. Для створення прогнозних моделей використано методику фізико-хімічного моделювання для «згортки» інформації про хімічний склад металургійних розплавів, яку розроблено в Інституті чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, відповідно до якої фізико-хімічний і структурний стан шлакових розплавів характеризується відповідними критеріями.

Виконано аналіз накопичених експериментальних даних про властивості сучасних доменних шлаків, з використанням критеріїв теорії спрямованого хімічного зв'язку встановлено залежності температури ліквідус від модельних параметрів і отримано адекватну прогнозну модель температури ліквідус ковшового шлаку від його модельних параметрів.

Створена методика дозволяє отримати температурні залежності щільності, поверхневого натягу, в'язкості і електропровідності реальних доменних шлаків в інтервалі температур 1200–1400 °С.

Використаний у статті підхід до моделювання шлакових розплавів на рівні міжатомної взаємодії може застосовуватися для розробки прогнозних моделей різних технологічних властивостей пічних шлаків в широкому інтервалі температур. Отримані результати мають практичне значення і можуть бути використані для оперативного прогнозування температури ліквідус пічних шлаків і коригування їх хімічного складу відповідно до технологічних вимог.