Термодинамическое моделирование образования силицидов железа с одновременной отгонкой цинка в системах ZnSiO3–Fe3C–C, SiO2–Fe3С–C

Abstract

В настоящей работе приведены теоретические результаты термодинамического ис-следования образования силицидов железа и возгонов цинка из систем SiO2–Fe3С–C и ZnSiO3–Fe3C–C. Исследования в виде термодинамического моделирования были проведены с помощью многоцелевого программного комплекса «Астра 4» моделирования химических и фазовых равновесий при высоких температурах, основанного на принципе максимума энтропии – фактора, связанного со степенью упорядоченности энергетического состояния микрочастиц, из которых состоит рабочее тело, и разработанного в МВТУ им. Баумана. Термодинамическое моделирование осуществлялось при интервале температуры от 1600 до 2400 К и давлении 0,1 МПа. В процессе исследований с помощью термодинамического моделирования систем нами были получены следующие результаты, из которых следует, что в системе ZnSiO3–Fe3С–C цинк полностью отгоняется в газовую фазу со степенью перехода αZn = 99,99–100 %, при этом также возможно образование низкомарочного ферро-силиция (Fe3Si) со степенью извлечения в сплав кремния αSi от 0,76 до 71,96 %, железа αFe от 0,99 до 93,37 % при температурном оптимуме 1900 К, в системе SiO–Fe3C–C возможно образование ферросилиция группой силицидов железа (Fe3Si, Fe5Si3, FeSi) с содержанием кремния в прогнозируемом ферросплаве от 20 % до 29 % со степенью извлечения в сплав кремния αSi от 12,21 до 90,63 %, железа αFe от 36,48 до 99,99 % с температурным оптимумом при 1800 К.

In this paper, the theoretical results of thermodynamic study of silicides of iron and zinc sub-limates of systems SiO2–Fe3С–C and ZnSiO3–Fe3C–C. Research in the form of thermodynamic simulations were carried out using the multipurpose software complex «Astra 4» modeling of chemical and phase equilibria at high temperatures, based on the principle of maximum entropy - factor associated with the degree of orderliness of the energy state of microparticles, which consists of working body and developed in Bauman. Thermodynamic modeling was performed in the temperature interval from 1600 to 2400 К and a pressure of 0.1 MPa. In the process of research, thermodynamic modeling of systems we have obtained the following results, which show that in the system ZnSiO3–Fe3С–C zinc fully in Argonauts the gas phase with the degree of transition αZn=99.99 100%, this also may formation of low-grade ferrosilicon (Fe3Si) with a degree of recovery in the silicon alloy αSi from 0,76 to 71,96%, iron αFe from 0.99 to 93,37% at temperature optimum 1900 To, in the system SiO–Fe3C–C, the formation of a ferrosilicon group of iron silicides (Fe3Si, Fe5Si3, FeSi) with silicon content in the forecast Ferroalloy from 20% to 29% with a degree of recovery in the silicon alloy αSi from 12,21 to 90,63%, iron αFe from 36,48 to 99,99% with temperature opti-mum at 1800 K.