Отправить статью по E-mail 
Исследование высокотемпературных оксидно-металлических расплавов при индукционной плавке в холодном тигле
- Авторы: Лопух Д.Б.1, Вавилов А.В.1, Мартынов А.П.1, Альмяшев В.И.1,2, Свинолупова А.С.1
-
Учреждения:
- 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»)
- Выпуск: № 3 (2024)
- Страницы: 263-281
- Раздел: Статьи
- URL: https://rjeid.com/0235-0106/article/view/662116
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0235010624030048
- ID: 662116
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
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
- 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.
- 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.
- Павлов В.А., Лозовая Е.Ю., Бабенко А.А. Спецэлектрометаллургия сталей и сплавов. Екатеринбург: Изд-во Уральского университета, 2018.
- Григорян В.А., Белянчиков Л.Н., Стомахин А.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. Металлургия, 1987.
- 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.
- Немчинова Н.В., Бузикова Т.А. Исследование фазово-химического состава печных шлаков кремниевого производства. Известия вузов. Металлургия цветных металлов. 2017. 1. С. 31–39.
- 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.
- 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.
- 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.
- «Лаборатория ИПХТ» URL: http://ccimlab-leti.ru.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Raabe D. The Materials Science behind Sustainable Metals and Alloys // Chemical Reviews. 2023. 123. № 5. P. 2436–2608.
- Краткая химическая энциклопедия. Ред. коллегия: И.Л. Кнунянц (отв. ред.) и др. Т. 4. М.: Советская энциклопедия, 1965.
- Багрянский К.В., Хренов К.К., Добротина З.А. Теория сварочных процессов. Издательство: Вища школа, Киев. 1976.
Дополнительные файлы
