vsgiuВестник Сибирского государственного индустриального университетаBulletin of the Siberian State Industrial University2304 - 44972307-1710Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет"vsgiu-683Research ArticleХимия и химические технологииChemistry and chemical technologyТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ФАЗОВО-ХИМИЧЕСКИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В СИСТЕМЕ SI – O – CTHERMODYNAMIC ANALYSIS OF PHASE-CHEMICAL INTERACTIONS IN THE SI – O – C SYSTEMПоляхО.А.PolyakhO.A.vestnicsibgiu@sibsiu.ruЯкушевичН.Ф.YakushevichN.F.vestnicsibgiu@sibsiu.ruГалевскийГ.В.GalevskyG.V.vestnicsibgiu@sibsiu.ruСибирский государственный индустриальный университетРоссияSiberian State Industrial UniversityRussian Federation201406102025042833Copyright © Полях О., Якушевич Н., Галевский Г., 20252025Полях О., Якушевич Н., Галевский Г.Polyakh O., Yakushevich N., Galevsky G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibsiu.ru/jour/article/view/683

Проанализирована возможность количественных оценок состояний равновесия в системе Si – O – C при нагревании твердых шихтовых смесей (диоксид кремния + угле- род). Показана необходимость при термоди- намическом анализе учета удаления газовой фазы в открытых реакторах или вакуумных установках при нагревании твердых шихтовых смесей. Теоретически обоснована целесообразность введения в состав шихтовых смесей для выплавки кремния и высококремнистых сплавов материалов, содержащих карбид кремния. Показано, что при плавке кремния в дуговых руднотермических печах с целью достижения оптимальных параметров технологического процесса необходимо, чтобы на поверхности реакционного тигля степень карбидизации углеродистого восстановителя достигала 80 %. Отмечено, что в присутствии растворителя (при понижении активности кремния в кремнистых расплавах) наилучшие показатели технологического процесса (минимальный расход электроэнергии, максимальная производительность печных агрегатов, минимальные потери кремния) могут быть достигнуты при более низких температурах.

The possibility of quantitative assessment of the equilibrium states in the Si – O – C system during heating of solid charge mixtures (silicon dioxide + carbon) is analyzed. The necessity of taking into account the removal of the gas phase in open reactors or vacuum units during the thermodynamic analysis during heating of solid charge mixtures is demonstrated. The expediency of introducing materials containing silicon carbide into the composition of charge mixtures for smelting silicon and high-silicon alloys is theoretically substantiated. It is shown that during smelting of silicon in arc ore-smelting furnaces, in order to achieve optimal parameters of the technological process, it is necessary that the degree of carbonaceous reducing agent on the surface of the reaction crucible reaches 80%. It was noted that in the presence of a solvent (with a decrease in the activity of silicon in silicon melts), the best indicators of the technological process (minimum energy consumption, maximum productivity of furnace units, minimum silicon losses) can be achieved at lower temperatures.

ReferencesK r i w s k y W.A., S c h u m a n K. Deziva- tion of phase diagram for the silicon – oxyden – carbon // Trans of metals. Soc. AJME. 1961. Vol. 221. Pp. 898 – 903.K r i w s k y W.A., S c h u m a n K. Deziva- tion of phase diagram for the silicon – oxyden – carbon // Trans of metals. Soc. AJME. 1961. Vol. 221. Pp. 898 – 903.Р я б ч и к о в И.В. Термодинамическое исследование системы Si – O – C при вы- соких температурах // Изв. АН СССР. Ме- таллы. 1966. № 2. С. 14 – 18.R i a b c h i k o v I.V. Thermodynamic study of the Si – O – C system at high temperatures // Izv. AN USSR. Metals. 1966. No. 2. Pp. 14 – 18.Р о с т о в ц е в С.Т., А ш и н А.К., А н - к у д и н о в Р.В. и др. Фазовые равновесия и некоторые кинетические особенности взаимодействий в системе Si – O – C // Изв. АН СССР. Металлы. 1972. № 6. С. 34 – 39.Rostovtsev S.T., Ashin A.K., An-kudinov R.V., et al. Phase Equilibria and Some Kinetic Features of Interactions in the Si – O – C System // Izv. AN USSR. Metals. 1972. No. 6. Pp. 34 – 39.Т о л с т о г у з о в Н.В. Теоретические ос- новы и технология плавки кремнистых и марганцевых сплавов. – М.: Металлургия, 1992. – 239 с.T o l s t o g u z o v N.V. Theoretical Foundations and Technology of Melting Silicon and Manganese Alloys. – Moscow: Metallurgy, 1992. – 239 p.З у б о в В.Л., Г а с и к М.И. Электрометал- лургия ферросилиция. – Днепропетровск: Системные технологии, 2002. – 704 с.Z u b o v V.L., G a s i k M.I. Ferro-silicon Electrometallurgy. – Dnepropetrovsk: System Technologies, 2002. – 704 p.Я к у ш е в и ч Н.Ф., Б е р д н и к о в В.И. Диаграмма фазово-химических равновесий системы Si – O – C // Изв. вуз. Черная ме- таллургия. 1984. № 10. С. 3 – 8.Yakushevich N.F., Berdnikov V.I. Diagram of Phase and Chemical Equilibria of the Si – O – C System // Izvestiya Vuzov. Chernaya Metallurgiya. 1984. No. 10. Pp. 3 – 8.К а т к о в О.М., Н у й к и н Ю.Л., К а р - п о в И.К. Исследование механизма вос- становления окислов кремния с помощью моделирования процесса на ЭВМ // Изв. вуз. Цветная металлургия. 1984. № 3. С. 65Katkov O.M., Nuykin Yu.L., K– 70.– 70.Я к у ш е в и ч Н.Ф., Г а л е в с к и й Г.В. Взаимодействие углерода с оксидами кальция, кремния, алюминия. – Новокуз- нецк: изд. СибГИУ, 1999. – 250 с.Я к у ш е в и ч Н.Ф., Г а л е в с к и й Г.В. Взаимодействие углерода с оксидами кальция, кремния, алюминия. – Новокуз- нецк: изд. СибГИУ, 1999. – 250 с.П о л я х О.А., Р у д н е в а В.В. Наномате- риалы и нанотехнологии в производстве карбида кремния: монография: в 3-х т. Т. 1. Микрокремнезем в производстве карбида кремния. – М.: Флинта: Наука, 2007. – 248 с.П о л я х О.А., Р у д н е в а В.В. Наномате- риалы и нанотехнологии в производстве карбида кремния: монография: в 3-х т. Т. 1. Микрокремнезем в производстве карбида кремния. – М.: Флинта: Наука, 2007. – 248 с.П о л я х О.А., Г а л е в с к и й Г.В. Оцен- ка микрокремнезема в качестве сырьевого материала технологических процессов // Вестник горно-металлургической секции РАЕН. Отделение металлургии. 2005. Вып.П о л я х О.А., Г а л е в с к и й Г.В. Оцен- ка микрокремнезема в качестве сырьевого материала технологических процессов // Вестник горно-металлургической секции РАЕН. Отделение металлургии. 2005. Вып.С. 56 – 60.С. 56 – 60.П о л я х О.А., Г а л е в с к и й Г.В., Я к у- ш е в и ч Н.Ф. Анализ физико-химических процессов образования и исследование свойств микрокремнезема // Вестник гор- но-металлургической секции РАЕН. Отделение металлургии. 2005. Вып. 15. С. 49 –55.П о л я х О.А., Г а л е в с к и й Г.В., Я к у- ш е в и ч Н.Ф. Анализ физико-химических процессов образования и исследование свойств микрокремнезема // Вестник гор- но-металлургической секции РАЕН. Отделение металлургии. 2005. Вып. 15. С. 49 –55.П о л я х О.А., Р у д н е в а В.В., Г а - л е в с к и й Г.В., Я к у ш е в и ч Н.Ф. Производство микро- и нанопорошка кар- бида кремния на основе техногенного мик- рокремнезема // Вестник горно- металлургической секции РАЕН. Отделе- ние металлургии. 2013. Вып. 32. С. 112 –131.П о л я х О.А., Р у д н е в а В.В., Г а - л е в с к и й Г.В., Я к у ш е в и ч Н.Ф. Производство микро- и нанопорошка кар- бида кремния на основе техногенного мик- рокремнезема // Вестник горно- металлургической секции РАЕН. Отделе- ние металлургии. 2013. Вып. 32. С. 112 –131.Я к у ш е в и ч Н.Ф, К о в р о в а О.А. Фи- зико-химические взаимодействия в рудно- термических печах при плавке кремния // Изв. вуз. Черная металлургия. 1997. № 8. С. 3 – 8.Я к у ш е в и ч Н.Ф, К о в р о в а О.А. Фи- зико-химические взаимодействия в рудно- термических печах при плавке кремния // Изв. вуз. Черная металлургия. 1997. № 8. С. 3 – 8.

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