Дмитренко І. В. Одержання фторидно-оксидних флюсів для процесів електрошлакового переплаву металів

Проведено аналіз методів визначення загального вмісту водню у фторидно-оксидних системах. Запропоновано метод аналізу воденьвмісних газів у єдиній формі у вигляді молекулярного водню та схемну реалізацію цього методу. Запропоновано конструкцію реакційної трубки, що виключає необхідність її частої заміни, та розроблено склад конвертуючого відновника, що самовідновлюється (мaргaнцю нітрид, здрібнений шамот і феромарганець у співвідношенні 1:1:1), який забезпечує надійну роботу реакційної трубки протягом тривалого часу, оскільки із-за присутності ферромарганця в потоці азоту відбувається утворення марганцю нітриду і його поповнення. Розроблено методику експериментального вивчення та кількісного оцінювання водневозахисних властивостей флюсових розплавів у відкритих процесах переплаву за допомогою безрозмірного параметра - показника наводенення металу, що переплавляється. На підставі термодинамічного аналізу встановлено, що рівновага реакцій пірогідролізу, переважно внаслідок шлакуючої дії кремнію та алюмінію оксидів, може зміщатися в бік утворення стійких хімічних сполук. Термодинамічно більш кращими виявляються сумарні реакції пірогідролізу ошлакування, що дають силікат кальцію у фторидно-силікатних, алюмінат кальцію у фторидно-алюмінатних і бісилікат алюмінату кальцію у фторидно-алюмосилікатних системах. Проведено розрахунки складу рівноважної газової фази над деякими фторидно-оксидними розплавами для інтервалу температур 1673…2073 К. Виконано розрахунок активності бінарної хімічної сполуки алюмінату кальцію у розплавах трикомпонентної системи оксид кальцію-фторид кальцію-оксид алюмінію. Експериментально вивчена розчинність водню у фторидно-оксидних розплавах у рівновазі з aтмосферaми фтороводнб та водяної пари та молекулярного водню в інтервалі температур 1400…1700 градусів Цельсію. Стосовно до переплаву сталей досліджено водневозахисні властивості деяких експериментальних флюсів, обраних переважно на основі систем оксид кальцію-оксид силіцію та фторид кальцію-оксид кальцію-оксид силіцію. Знайдено оригінальні флюсові склади, що забезпечують зниження значення наводенення у порівнянні із кращими стандартними флюсами. Останні рекомендовані для промислового освоєння.