Experimental study of electrical conductivity of slags used in special electrometallurgy (SEM)

Authors

  • S.L. Makurov State Higher Education Institution "Priazovskyi state technical university", Mariupol, Ukraine
  • O.E. Pogibayev State Higher Education Institution "Priazovskyi state technical university", Mariupol, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.42.2021.240586

Keywords:

flux, slag, melting, temperature, chemical composition, electrical conductance, crucible, measurement

Abstract

The development of the metallurgical industry of Ukraine largely depends on the export of special high-quality steels, which are obtained by special electrometallurgy. The quality of the metal obtained by such methods (primarily by the ESR method) is determined by the properties of the flux based on CaF2, from which liquid slag is formed during melting. Slag serves as a source of heat, as well as an environment in which the inclusions contained in the metal and harmful impurities are removed by chemical reaction or dissolution. Affecting the slag can affect not only the chemical composition but also the structure of the ingot. In general, these slags must not only have a high refining capacity, but also meet a number of other requirements, which in practice often come into conflict. In each case it is necessary to choose such slag which will meet the most important requirements, first of all has optimum electric conductivity. In order to use slags of rational chemical composition, experimental studies of the electrical conductivity of some slags used in SEM processes were performed. The work used an experimental setting, using a sensor of the original design. The measuring ring, which is immersed in a crucible with liquid slag, is made of a nitridescent cylinder, into which a thermocouple and tungsten electrodes are inserted to measure electrical conductivity. The measurements were performed using alternating current with a frequency of 400 Hz. The obtained experimental results correspond well to the literature data on fluxes with a chemical composition close to the studied ones and to the calculation data according to the empirical formula recommended in the literature. The results of the performed researches allow to recommend for industrial use fluxes AN-14 and AN-15, which, in addition, contain a small amount of fusible harmful feldspar

Author Biographies

S.L. Makurov, State Higher Education Institution "Priazovskyi state technical university", Mariupol

Доктор технічних наук, професор

O.E. Pogibayev, State Higher Education Institution "Priazovskyi state technical university", Mariupol

Студент

References

Латаш Ю.В. Современные способы производства слитков особо высокого качества / Ю.В. Латаш, В.Н. Матях. – К. : Наукова думка, 1987. – 336 с.

Шалимов А.Г. Интенсификация процессов специальной электрометаллургии / А.Г. Шалимов, В.Н. Готин, Н.А. Тулин. – М. : Металлургия, 1988. – 334 с.

Специальные способы литья : Справочник / В.А. Ефимов [и др.]; под общ. ред. В.А. Ефимова. – М. : Машиностроение, 1991. – 436 с.

Макуров С.Л. Исследование температуры плавления шлаков применяемых в процессах специальной электрометаллургии / С.Л. Макуров, Л.И. Тарасюк, К.Д. Голуб // Вісник Приазовського державного технічного університету : Зб. наук. пр. / ДВНЗ «ПДТУ». – Маріуполь, 2019. – Вип. 38. – С. 7-13. – (Серія: Технічні науки). – Режим доступу: https://doi.org/10.31498/2225-6733.38.2019.181247.

Макуров С.Л. Особенности кристаллизации и качество двухслойного горизонтального слитка для производства биметаллического листа / С.Л. Макуров, Е.А. Казачков, Т.Г. Логутова // Вісник Приазовського державного технічного університету : Зб. наук. пр. / ДВНЗ «ПДТУ». – Маріуполь, 2001. – Вип. 11. – С. 70-74.

Чепурной А.Д. Пути совершенствования электрошлаковой технологи в производстве отечественных изделий машиностроения / А.Д. Чепурной // Весник Приазовского гос-ударственного технического университета : Сб. науч. тр. – Мариуполь, 1999. – Вып. 7. – С. 32-39.

Влияние алюминия и кремния на электропроводность фториднооскидных шлаков / В.А. Воронов, Н.Ф. Яковлев, А.Н. Прохоров, Е.М. Стригачев // Известия Академии наук СССР. Металлы. – 1979. – № 5. – С. 60-63.

Электрошлаковый металл / Под ред. Б.Е. Патона, Б.И. Медовара. – К. : Наукова думка, 1981. – 680 с.

Исследование физико-химических свойств флюсов системы CaF2-CaO-Al2O3-SiO2, при-меняемых при ЭШО и ЭШР / Ю.В. Латаш [и др.] // Специальная электрометаллургия : Сб. науч. тр. / ИЭС им. Е.О. Патона. – К.-М., 1977. – Вып. 34. – С. 51-55.

Электрошлаковая технология за рубежом / Под ред. Б.Е. Патона, Б.И. Медовара. – К. : Наукова думка, 1982. – 320 с.

Лопаев Б.Е. Об электропроводности расплавленных флюсов для электрошлакового переплава и подогрева / Б.Е. Лопаев, А. А. Плышевский, В.В. Степанов // Автоматическая сварка. – 1966. – № 1. – С. 31-34.

Корсунский М.М. Четырехэлектродный метод измерения электропроводности проводящих жидкостей и газов при высоких давлениях и высоких температурах / М.М. Кор-сунский // Теплофизика высоких температур. – 1979. – Т. 17, № 2. – С. 386-388.

Published

2021-05-27

How to Cite

Makurov, S. ., & Pogibayev, O. . (2021). Experimental study of electrical conductivity of slags used in special electrometallurgy (SEM). Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical Sciences, (42), 81–87. https://doi.org/10.31498/2225-6733.42.2021.240586