Термодинамический анализ раскислительной способности стронция в жидком железе в присутствии алюминия

摘要

Впервые построена диаграмма состояния тройной оксидной системы FeO- SrO-Al_2O_3, в которой могут образовываться следующие соединения: герцинит FeAl_2O_4 и пять алюминатов стронция Sr_4Al_2O_7, Sr_3Al_2O_6, SrAl_2O_4, SrAl_4O_7, SrAl_(12)O_(19). Согласно проведенным расчетам в этой системе не образуются твердые растворы оксидов, что подтверждается литературными данными. В ходе моделирования подобраны оптимальные энергетические параметры теории субрегулярных ионных растворов для компонентов оксидного расплава (FeO, SrO, Al_2O_3). Термодинамический анализ раскислительной способности стронция в жидком железе в присутствии алюминия проведен с использованием методики построения поверхности растворимости стронция и алюминия в металле для температур сталеварения (1550 и 1600 °С) и концентраций углерода 0,1 и 0,4 %. Рассчитаны константы равновесия реакций образования алюминатов стронция Sr_3Al_2O_6 и SrAl_2O_4 из компонентов металлического расплава для интервала температур 1550 - 1650 °С. Установлено, что остальные алюминаты стронция могут образовываться в жидком металле только при температурах выше 1750 °С. Приводится база термодинамических данных для изучаемых систем: температурные зависимости констант равновесия реакций, протекающих между компонентами;;значения параметров взаимодействия первого порядка (по Вагнеру) для элементов в жидком железе;;значения энергетических параметров теории субрегулярных ионных растворов (для оксидного расплава). Из расчетов следует, что в качестве продуктов взаимодействия в системах Fe-Al-Sr-O и Fe-Al-Sr-C-O наиболее вероятно образование моноалюмината стронция SrAl_2O_4 и корунда Al_2O_3.