Металлургические расплавы

Общая характеристика

Высокотемпературные металлургические процессы протекают с участием жидких фаз: металлической, оксидной (шлаковой), сульфидной (штейновой), солевой. Взаимодействие между жидкими фазами и с обязательным участием газовой зависит от структуры (строения) и свойств металлургических расплавов.

С учётом природы и строения все жидкости классифицируются следующим образом:

1) с водородными связями (вода, спирты, органические кислоты);

2) с молекулярными связями (бензол, парафин);

3) с ионными связями (оксидные и сульфидные расплавы, водные и прочие растворы солей, щелочей, кислот);

4) с металлическими связями (взаимодействие катионов со свободными электронами).

Участвующие в металлургических процессах оксидные и сульфидные расплавы являются многокомпонентными жидкостями и имеют сложное строение. В расплавах солей, относящихся к ионным жидкостям, наблюдается сильное межчастичное взаимодействие и высокая концентрация частиц в единице объёма. Промышленные металлические расплавы являются многокомпонентными жидкостями, содержащими металлические и металлоидные составляющие.

При получении металлического расплава заданного состава стремятся уменьшить потери легирующих элементов со шлаком и газовой фазой. Это облегчается при знании закономерностей перераспределения элементов между контактирующими фазами, умении рассчитать термодинамическую активность компонентов в металлургических расплавах.

Для решения подобных задач необходимо знать структуру (строение) расплавов и природу сил, действующих между структурными единицами расплава. Для оценки скорости протекающих в системе процессов необходимо знание ряда физико-химических свойств расплавов.

Под структурой или строением расплава понимают количественное описание взаимного расположения в пространстве составляющих их частиц. Структура расплава взаимосвязана с электронной природой частиц, величиной сил взаимодействия между частицами и с его физико-химическими свойствами, которые часто называют структурно-чувствительными свойствами.