ЗАКОНОМІРНОСТІ ПОВЕДІНКИ МІКРОЧАСТИНОК ЗМІЦНЮВАЛЬНИХ ФАЗ ПРИ ЕЛЕКТРОШЛАКОВОМУ ПЕРЕПЛАВІ ВИСОКОЕНТРОПІЙНИХ СПЛАВІВ
DOI:
https://doi.org/10.34185/1991-7848.itmm.2026.01.029Ключові слова:
електрошлаковий переплав, фтористо-оксидні шлаки, металеві краплі, швидкість, густина та в’язкість шлаків, теплообмінАнотація
У роботі розглянуто сучасний стан досліджень електрошлакового переплаву (ЕШП), що поєднує експериментальні методи з чисельним моделюванням для опису руху металевих крапель у шлаковій ванні. Особливу увагу приділено впливу складу фтористо-оксидних шлаків на густину та в’язкість розплаву, які визначають кінематичні характеристики крапель та ефективність очищення металу. Запропоноване узагальнене емпіричне рівняння адекватно описує швидкість руху дрібних і середніх крапель у діапазоні густини 2800-3500 кг/м³ та в’язкості 0,2-0,6 Па·с. Показано, що діаметр краплі є ключовим фактором теплового вирівнювання: дрібні краплі нагріваються рівномірно, тоді як великі зберігають температурну неоднорідність. Результати моделювання підтверджують можливість використання рівняння як апроксимаційної моделі для прогнозування процесів ЕШП та відкривають перспективи його уточнення з урахуванням деформації крапель і багатофакторних ефектів.
Посилання
Oketola, A. M., Adegbola, T. A., Jamiru, T., Ogunbiyi, O., Salifu, S. Advances in High-Entropy Alloy Research: Unraveling Fabrication Techniques, Microstructural Transformations, and Mechanical Properties. Journal of Bio- and Tribo-Corrosion. Springer, 2025. DOI: 10.1007/s40735-025-00987-3
Ganesan, S., Bhatt, D., Satheesh, D., Kokulnathan, T., Pant, P., Bharathi, D. S., Baskar, L., Sahoo, N. G., Palaniappan, A., Manavalan, K. High entropy alloys: a comprehensive review of synthesis, properties, and characterization for electrochemical energy conversion and storage applications. Journal of Materials Chemistry A. RSC Publishing, 2025. DOI: 10.1039/D5TA01234A
Ibrahim, P. A., Özkul, İ., Canbay, C. A. An overview of high-entropy alloys. Emergent Materials, 2022, vol. 5, pp. 1779-1796. DOI: https://doi.org/10.1007/s42247-022-00349-z.
Stepanenko, D. O., Stovpchenko, G. P., Togobitskaya, D. M., Lisova, L. O. Evaluating the structural state of fluoride-oxide melts and their interactions with steel to sensible selection of ESR slag. Theory and Practice of Metallurgy, 2023, no. 4. DOI: https://doi.org/10.15802/tpm.4.2023.08.
Ju J., Yang K., Zhu Z., et al. Effect of CaF₂ and CaO/Al₂O₃ on viscosity and structure of TiO₂-bearing slag for electroslag remelting. Journal of Iron and Steel Research International, 2021, vol. 28, pp. 1541-1550. DOI: https://doi.org/10.1007/s42243-021-00683-2.
Clift R., Grace J.R., Weber M.E. Bubbles, drops and particles. New York; London: Academic Press, 1978. 380 p.
Krivtsun, V., Sydorets, G., Stovpchenko, G., Polishko, A., Sybir, L., Medovar, L. Effect of deformation of molten metal droplets on their motion and heating in liquid slag. The Paton Welding Journal, 2022, no. 6, pp. 41-48. https://doi.org/10.37434/tpwj2022.06.06
Prakash, J., Keh, H. J. Slow translation of a slightly deformed spherical fluid drop. Physics of Fluids, 2023, vol. 35, is. 7, article 073105. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0155908
Thakre S., Ma W., Li L. A numerical analysis on hydrodynamic deformation of molten droplets in a water pool. Annals of Nuclear Energy, 2013, vol. 53, pp. 228-237. DOI: https://doi.org/10.1016/j.anucene.2012.09.008.
