- PII
- 10.31857/S0235010624030048-1
- DOI
- 10.31857/S0235010624030048
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume / Issue number 3
- Pages
- 263-281
- Abstract
- The object of the study is high-temperature oxide-metal melts obtained in furnaces of induction melting in a cold crucible (IMCC). The results of pilot tests in IMCC furnaces at melt temperatures of more than 2200 оC in air, conducted to study the distribution of components between the oxide and metal phases of a two-phase melt with limited miscibility of components, are presented. The results of physicochemical studies of materials obtained by quenching crystallization of a high-temperature melt are presented, confirming the reduction of silicon and the oxidation of iron with the redistribution of these components between the oxide and metal phases. This experimental result contradicts the well-known Ellingham diagrams and thermodynamic calculations, but a similar effect is observed experimentally in the U–O–Fe system. Thus, the IMCC method allows for the inversion of redox processes in a number of oxide-metal systems, which can be used to obtain new materials and create technologies for high-temperature extraction of target components.
- Keywords
- термохимия высокотемпературные расплавы индукционная плавка холодный тигель оксиды металлы оксидно-металлические системы энергия Гиббса диаграммы Эллингема
- Date of publication
- 17.09.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 13
References
- 1. 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.
- 2. 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.
- 3. Павлов В.А., Лозовая Е.Ю., Бабенко А.А. Спецэлектрометаллургия сталей и сплавов. Екатеринбург: Изд-во Уральского университета, 2018.
- 4. Григорян В.А., Белянчиков Л.Н., Стомахин А.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. Металлургия, 1987.
- 5. 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.
- 6. Немчинова Н.В., Бузикова Т.А. Исследование фазово-химического состава печных шлаков кремниевого производства. Известия вузов. Металлургия цветных металлов. 2017. 1. С. 31–39.
- 7. 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.
- 8. 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.
- 9. 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.
- 10. «Лаборатория ИПХТ» URL: http://ccimlab-leti.ru.
- 11. 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.
- 12. 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.
- 13. 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.
- 14. 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.
- 15. 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.
- 16. 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.
- 17. Raabe D. The Materials Science behind Sustainable Metals and Alloys // Chemical Reviews. 2023. 123. № 5. P. 2436–2608.
- 18. Краткая химическая энциклопедия. Ред. коллегия: И.Л. Кнунянц (отв. ред.) и др. Т. 4. М.: Советская энциклопедия, 1965.
- 19. Багрянский К.В., Хренов К.К., Добротина З.А. Теория сварочных процессов. Издательство: Вища школа, Киев. 1976.
