Прогнозирование физико-химических свойств шлаков ЭШП на основе модели межатомного взаимодействия

Abstract

Сделан прогноз свойств шлаков ЭШП с использованием модели упорядоченной структуры оксидных расплавов. Модель представлена системой уравнений, позволяющих прогнозировать свойства шлаков. Выполнен расчет параметров структурного и зарядового состояния δe; ρ; d; tgαК исследуемых шлаков и статистический анализ влияния этих параметров на величины вязкости и электропроводности. На основе регрессионного анализа исследуемых данных получены модели, которые описывают вязкость и электропроводность шлаков с использованием наиболее значимых параметров. Для десяти составов оксидно-фторидных шлаков уточнены модели вязкости и электропроводности, что позволило провести вычислительный эксперимент по влиянию компонентного состава шлака на его свойства. Исследовано влияние добавок FeO и Al₂O₃ в количестве от 2 до 12 % на вязкость и электропроводность шлаковой системы 30 % CaF2–40 % CaO–12 % SiO₂–18 % Al₂O₃. Показано, что добавка FeO разжижает шлак, повышая элетропроводность. Увеличение содержания Al₂O₃ приводит к незначительному повышению вязкости и несущественно снижает электропроводность.

Prediction of properties of ESR slags using the model of ordered structure of oxide melts was made. Model is presented by a system of equations allowing predicting the slag properties. Calculation of parameters of structural and charged state Δe; ρ; d; tgaК of slags being investigated and statistic analysis of effect of these parameters on values of viscosity and electric conductivity was made. On the basis of regressive analysis of investigated data the models are obtained which describe the viscosity and electric conductivity of slags by using the most important parameters. For 10 compositions of oxide-fluoride slags the models of viscosity and electric conductivity were précised, that allowed carrying out the computational experiment on effect of component of composition of slag on its properties. The effect of additions of FeO and Al₂O₃ in the amount from 2 up to 12 % on viscocity and electric conductivity of slag system 30 % CaF2–40 % CaO–12 % SiO₂–18 % Al₂O₃ was investigated. It was shown that addition of FeO liquefies the slag, increasing the electric conductivity. Increase in content of Al₂O₃ leads to negligible increase of viscosity and slight reduction in electric conductivity.