vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestift-285Research ArticleМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ, МЕТАЛЛУРГИЯMATERIALS SCIENCES AND ENGINEERING, METALLURGYИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВНЕШНИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ ПРИ ДОВОДКЕ РАСПЛАВОВ В ПЛАВИЛЬНЫХ АГРЕГАТАХUSING EXTERNAL ELECTRIC FIELDS WHEN IMPROVING QUALITY OF ALLOYS IN MELT IN MELTING UNITSЛасковнёвА. П.LaskovnevA. P.

академик НАН Беларуси, доктор технических наук, академик-секретарь Отделения физико-технических наук Национальной академии наук Беларуси, Президиум Национальной академии наук Беларуси

Academician of the National Academy of Sciences of the Republic of Belarus, D. Sc. (Engineering), Academician-secretary of the Department of Physical and Technical Sciences of the National Academy of Sciences of Belarus, Presidium of the National Academy of Sciences of Belarus

garost-51@tut.byГаростА. И.HarastA. I.

кандидат технических наук, доцент кафедры материаловедения и технологии металлов

Ph. D. (Engineering), Assistant Professor, Department of Materials and Metals Technology

garost-51@tut.byКривоносоваЕ. В.KryvonosovaE. V.

старший преподаватель кафедры межкультурных коммуникаций и технического перевода

Senior Lecturer, Department of Intercultural Communications and Technical Translation

ekrivonosova@tut.byФизико-технический институт Национальной академии наук Беларуси, МинскInstitute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus, MinskБелорусский государственный технологический университет, МинскBelarusian State Technological University, Minsk20173004201701717Copyright © Ласковнёв А.П., Гарост А.И., Кривоносова Е.В., 20172017Ласковнёв А.П., Гарост А.И., Кривоносова Е.В.Laskovnev A.P., Harast A.I., Kryvonosova E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/285

Предложены перспективные методы регулирования состава сплава при незначительных расходах шлакообразующих добавок. При реализации предлагаемой технологии шлак выполняет в основном защитную и электропроводящую функции, а окислительно-восстановительные процессы регулируются величиной и знаком приложенного потенциала. С использованием метода поляризационных кривых изучена катодная и анодная поляризации алюминиевых сплавов в алундовых и графитовых тиглях. Исследовано поведение компонентов алюминиевых сплавов при внешнем катодном и анодном воздействии на расплав постоянным электрическим полем. При катодной поляризации наблюдается значительное снижение угара Mg в процессе выдержки расплава, в то время как при анодной – происходит, наоборот, увеличение угара в сравнении с плавкой без внешнего электрохимического воздействия. Содержание Fe и Ni при анодной полярности расплава не уменьшается по сравнению с плавкой без электрохимического воздействия, что объясняется пассивацией. Наибольший защитный эффект наблюдается для элементов, которые стоят в конце электрохимического ряда напряжений. Так, медь как при катодной, так и особенно при анодной полярности меньше всего угорает.

 

Some advanced methods for alloy composition regulation at negligible consumption of slag-forming additives are suggested. When implementing the proposed technology, the slag functions as a protector and electric conductor, and redox processes are determined by the magnitude and the applied potential function. Both cathodic and anodic polarization of aluminum alloys in alundum and graphite crucibles is studied with the curves polarization method. The behavior of components of aluminum alloys is studied under external cathodic and anodic effects of the melt with a constant electric field. During the cathode polarization there is a significant decrease of Mg loss in the aging process of the melt; on the contrary, anodic polarization increases the loss in comparison with the melting without external electrochemical action. The content of Fe and Ni under anodic polarity of the melt is not reduced if it is compared to the melting without electrochemical action due to passivation. The elements at the end of the electrochemical series are mostly protected. Thus, copper is wasted less under the cathodic and, especially, anodic polarization.

 

внепечная обработкаплавкарасплавшлакэлектродполяризацияанодный эффектпотенциалплотность токаoff-furnace treatmentmeltingmeltslagelectrode polarizationanode effectpotentialcurrent densityReferencesКороткевич, А. В. Инновационный потенциал Беларуси / А. И. Короткевич, А. В. Козлов, Д. В. Шпарун // Наука и инновации. – 2015. – № 11 (153). – С. 37–42.Korotkevich A.I., Kozlov A.V., Shparun D.V. Innovation Facilities in the Republic of Belarus. Nauka i innovatsii [Science and Innovations], 2015, no. 11 (153), pp. 37–42. (In Russian).Гончаров, В. Научные прорывы: проблемы выбора и реализации / В. Гончаров // Наука и инновации. – 2015. – № 1 (143). – С. 43–47.Honcharov V. Scietific Breakthough: Problems of Choice and Implementation. Nauka i innovatsii [Science and Innovations], 2015, no. 1 (143), pp. 43–47. (In Russian).Гарост, А. И. Железоуглеродистые сплавы: структурообразование и свойства / А. И. Гарост. – Минск : Беларус. навука, 2010. – 252 с.Harаst A.I. Carbon Iron Alloys: Structure Formation and Properties. Minsk, Belaruskaya Navuka Publ., 2010, 252 p. (In Russian).Ласковнёв, А. П. Многофункциональные (износостойкие и антифрикционные) покрытия на изделиях из чугуна / А. П. Ласковнёв, А. И. Гарост, А. И. Покровский // Литье и металлургия. – 2015. – № 2. – С. 89–94.Laskovnev A.P., Harast A.I., Pokrovsky A.I. Multipurpose (wearproof and antifrictional) coverings on products from cast iron. Lit’e i metallurgiya [Foundry Production and Metallurgy], 2015, no. 2, pp. 89–94. (In Russian).Ласковнёв, А. П. Создание литейных материалов из техногенных отходов / А. П. Ласковнёв, А. И. Гарост // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. фіз.-тэхн. навук. – 2015. – № 3. – С. 88–95.Laskovnev A.P., Harаst A.I. Casting Materials Production from Industrial Wastes. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya fizika-tekhnichnykh navuk [Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series], 2015, no. 3, pp. 88–95. (In Russian).Ласковнёв, А. П. Использование железосодержащих материалов с органическими загрязнителями в качестве шихты при выплавке серых чугунов / А. П. Ласковнёв, А. И. Гарост // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. фіз.-тэхн. навук. – 2016. – № 1. – С. 62–74.Laskovnev A.P., Harаst A.I. Use of Iron-containing materials with organic impurities as charge in cast iron melting. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya fizika-tekhnichnykh navuk [Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series], 2016, no. 1, pp. 62–74. (In Russian).Ласковнёв, А. П. Устойчивость состава и структуры материала к воздействию факторов окружающей среды при создании полиакрилонитрильных охлаждающих сред / А. П. Ласковнёв, А. И. Гарост, Е. В. Кривоносова // Наукові нотатки : міжвуз. зб. / Луцьк. нац. техн. ун-т. – Луцьк, 2015. – Віп. 49. – С. 89–96.Laskovnev A.P., Harast A.I., Kryvonosova E.V. Stability of Materials Composition and Structure to Environment Factor When Obtaining Polyacrylonitrile Cooling Media. Naukovi notatki: mizhvuz. zb. [Scientific Notes: interuniversity collection]. Lutsk, 2015, vol. 49, pp. 89–96. (In Russian).Калмыков, В. А. Влияние термоэлектронных свойств шлаков на межфазные процессы в системе газ – шлак – металл / В. А. Калмыков, П. Я. Агеев // Изв. вузов. Черн. металлургия. – 1969. – № 8. – С. 10–13.Kalmykov V.A., Ageev P.Ya. Impact of thermionic properties of slag on interphase processes in the system Gas–Slag– Metal. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Chernaya metallurgiya [Izvestiya. Ferrous Metallurgy], 1969, no. 8, pp. 10–13. (In Russian).Патон, Б. Е. Металлургия электрошлакового процесса / Б. Е. Патон, Б. И. Медовар. – Киев: Наук. думка, 1986. – 247 с.Paton B.E., Medovar B.I. Metallurgy of Electroslag Process. Kiev, Navukova dumka Publ., 1986. 247 p. (In Russian)Есин, О. А. Физическая химия пирометаллургических процессов / О. А. Есин, П. В. Гельд. – М.: Металлургия, 1966. – Ч. 2. – 704 с.Esin O.A., Gel’d P.V. Physical chemistry of pyrometallurgical processes. Part. 2. Moscow, Metallurgiya Publ., 1966. 704 p. (In Russian).Grjotheim, K. Aluminium electrolysis / К. Grjotheim, С. Krohn, М. Malinovski. – Dusseldorf: Aluminium Verlag CmbH, 1982. – 630 p.Grjotheim K., Krohn C., Malinovski M. Aluminium Electrolysis. Dusseldorf, Aluminium Verlag GmbH, 1982. 630 p.Haupin, W. E. Electrometallurgy of Aluminium / W. E. Haupin, W. B. Frank // Coniprehensive Treatise Electrochemistry. – N. Y. ; London: Plenum Press. – 1981. – Vol. 2. – Р. 301–325.Haupin W.E., Frank W.B. Electrometallurgy of Aluminium. Comprehensive Treatise of Electrochemistry. New York – London, Plenum Press, 1981, vol. 2, pp. 301–325. Doi:10.1007/978–1-4684–3785–0_5Ветюков, М. М. Электрометаллургия алюминия и магния / М. М. Ветюков, А. М. Цыплаков, С. Н. Школьников. – М.: Металлургия, 1987. – 320 с.Vetyukov M.M., Tsyplakov A.M., Shkol’nikov S.N. Electrometallurgy of Aluminium and Magnesium. Moscow, Metallurgiya Publ., 1987. 320 p. (In Russian).Есин, О. А. Концентрационная поляризация при высоких температурах / О. А. Есин, Г. А. Топорищев // Журн. физ. химии. – 1957. – № 2. – С. 51–54.Esin O.A., Toporishchev G.A. Concentration polarization under high temperatures. Zhurnal fizicheskoi khimii [Russian Journal of Physical Chemistry], 1957, no. 2, pp. 51–54. (In Russian).Скорость ионного обмена между жидким железом и оксидным расплавом / А. А. Плышевский [и др.] // Электрохимия. – 1968. – № 3. – С. 304–306.Plyshevskii A.A., Sotnikov A.I., Esin O.A., Barmin L.N. Ion exchange rate between liquid iron oxide melt. Elektrokhimiya [Russian Journal of Electrochemistry], 1968, no. 3, pp. 304–306. (In Russian).Делимарский, Ю. К. Кинетика электродных процессов в расплавленных солях / Ю. К. Делимарский // Физическая химия расплавленных солей и шлаков : тр. Всесоюз. совещ. по физ. химии расплавл. солей и шлаков, Cвердловск, 22–25 нояб. 1960 г. / Акад. наук СССР, Урал. фил., Ин-т электрохимии ; [отв ред. А.И. Беляев]. – М., 1962. – С. 7–21.Delimarskii Yu.K. Kinetics of electrode processes in melted salts. Fizicheskaya khimiya rasplavlennykh solei i shlakov: trudy Vsesoyuznogo soveshchaniya po fizicheskoi khimii rasplavlennykh solei i shlakov. [Physical Chemistry of melted salts and slags: works of All-Union Conference on Physical Chemistry of molten salts and toxins]. Moscow, 1962, pp. 7–21. (In Russian).Антипин, Л. Н. Электрохимия расплавленных солей / Л. Н. Антипин, С. Ф. Важенин. – М.: Металлургиздат, 1964. – 365 с.Antipin L.N., Vazhenin S.F. Electrochemistry of Melted Salts. Moscow, Metallurgizdat Publ., 1964. 365 p. (In Russian).Баймаков, Ю. В. Электролиз расплавленных солей / Ю. В. Баймаков, М. М. Ветюков. – М.: Металлургиздат, 1965. – 560 с.Baimakov Ju.V., Vetyukov M.M. Electrolysis of Melted Salts. Moscow, Metallurgizdat Publ., 1965. 560 p. (In Russian).Попель, С. И. Теория металлургических процессов / С. И. Попель, А. И. Сотников, В. Н. Бороненков. – М.: Металлургия, 1986. – 463 с.Popel’ S.I., Sotnikov A.I., Boronenkov V.N. Theory of Metallurgical Processes. Moscow, Metallurgija Publ., 1986. 463 p. (In Russian).Взаимодействие расплавленного металла с газом и шлаком / С. И. Попель [и др.]. – Свердловск: УПИ, 1975. – 184 с.Popel’ S.I., Nikitin Yu.P., Barmin L.A., Boronenkov V.N., Pavlov V.V., Sotnikov A.I., Khlynov V.V., Nemchenko V.P. Interaction of the Melt Metal, Gas, and Slag. Sverdlovsk, Ural Polytechnic Institute, 1975. 184 p. (In Russian).Делимарский, Ю. К. Электрохимия ионных расплавов / Ю. К. Делимарский. – М.: Металлургия, 1978. – 248 с.Delimarskii Yu.K. Electrochemistry of Ionic Melts. Moscow, Metallurgija Publ., 1978. 248 p. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.