The object of research, development or design (in Russian) : Выплавка хромомарганцевой лигатуры с использованием комплексного кремнеалюминиевого ферросплава

The object of research, development or design (in Kazakh) : Күрделі кремний алюминий ферроқорытпасын пайдалана отырып, хром-марганец лигатурасын балқыту

Aim of work (in Russian) : Исследование и разработка технологии алюмосиликотермической выплавки хромомарганцевой лигатуры с использованием в качестве восстановителя нового кремнеалюминиевого ферросплава отечественного производства

Aim of work (in Kazakh) : Отандық өндірістің жаңа кремний алюминий ферроқорытпасын тотықсыздандырғыш ретінде пайдалана отырып, хром-марганец лигатурасын алюминий силикотермиялық балқыту технологиясын зерттеу және әзірлеу

Методы исследования (на русском) : Рентгенофазовый, спектральный, химический, технический анализ и термодинамические анализы, тигельные плавки

Методы исследования (на казахском) : Рентгенді фазалық, спектрлік, химиялық, техникалық талдау және термодинамикалық талдау, тигельді балқытулар

Obtained results and novelty (in Russian) : В лабораторных условиях проведены исследования по выплавке новой комплексной хромомарганцевой лигатуры с использованием различных восстановителей — алюмосиликомарганцевого сплава, ферросиликоалюминия и пыли ферросиликохрома. В результате получены опытные образцы лигатуры с варьирующим химическим составом (Fe = 23–42 %, Cr = 21–54 %, Mn = 20–40 %, Si = 3–5 %), плотностью 6,4–6,7 г/см³ и температурой начала плавления 1595–1620 °C. Определён оптимальный температурный диапазон металлобразования (1500–1600 °C), обеспечивающий полное восстановление оксидов и стабильное шлакообразование при основности CaO/SiO₂ = 1,6–1,8. Установлена необходимость введения восстановителей (кремния и алюминия) с избытком 5–10 % относительно стехиометрии для компенсации окисления кислородом воздуха. Рентгенофазовым анализом выявлены интерметаллические соединения FeSi, MnSi и Cr₅Si₃, определяющие структуру и физико-химические свойства полученной лигатуры. Научная новизна работы заключается в обосновании и экспериментальном подтверждении возможности применения комплексных кремнеалюминиевых ферросплавов и техногенных пылей в качестве эффективных восстановителей, обеспечивающих получение хромомарганцевой лигатуры с регулируемым составом, высокой степенью извлечения металлов и устойчивыми шлакообразующими характеристиками.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Зертханалық жағдайда алюмосиликомарганец қорытпасын, ферросиликоалюминийді және ферросиликохром шаңын әртүрлі тотықсыздандырғыш ретінде қолданып, жаңа кешенді хром-марганец лигатурасын балқыту бойынша зерттеулер жүргізілді. Нәтижесінде химиялық құрамы (Fe = 23–42 %, Cr = 21–54 %, Mn = 20–40 %, Si = 3–5 %), тығыздығы 6,4–6,7 г/см³ және балқу басталу температурасы 1595–1620 °C болатын лигатураның тәжірибелік үлгілері алынды. Металл түзілуінің оңтайлы температуралық диапазоны (1500–1600 °C) анықталды, ол оксидтердің толық тотықсыздануын және CaO/SiO₂ = 1,6–1,8 негізділіктегі тұрақты шлак түзілуін қамтамасыз етеді. Ауадағы оттегімен тотығуды өтеу үшін кремний мен алюминий тотықсыздандырғыштарын стехиометриялық шамадан 5–10 % артық енгізу қажеттілігі айқындалды. Рентгенофазалық талдау нәтижесінде алынған лигатураның құрылымы мен физика-химиялық қасиеттерін айқындайтын FeSi, MnSi және Cr₅Si₃ интерметалдық қосылыстары анықталды. Зерттеу жұмысының ғылыми жаңалығы — құрамды реттеуге, металлдардың жоғары дәрежеде қалпына келуіне және шлак түзілу процесінің тұрақтылығына мүмкіндік беретін тиімді тотықсыздандырғыштар ретінде кешенді кремний-алюминийлі ферроқорытпалар мен техногендік шаңдарды қолдану мүмкіндігін теориялық және тәжірибелік тұрғыдан дәлелдеуінде.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основные конструктивные и технико-экономические показатели процесса выплавки хромомарганцевой лигатуры заключаются в применении новых видов комплексных восстановителей — алюмосиликомарганцевого сплава, ферросиликоалюминия и пыли ферросиликохрома, что обеспечивает получение нового типа хромомарганцевого ферросплава с высоким уровнем извлечения металлов и сниженной себестоимостью. Оптимальная основность шлака составляет CaO/SiO₂ = 1,6–1,8, температурный интервал металлобразования — 1500–1600 °C. Полученные лигатуры характеризуются составом Fe = 23–42 %, Cr = 21–54 %, Mn = 20–40 %, Si = 3–5 %, плотностью 6,4–6,7 г/см³ и температурой плавления 1595–1620 °C. Наилучшие показатели восстановления и фазового разделения достигаются при использовании ферросиликоалюминия. Процесс отличается стабильным шлакообразованием, высокой степенью извлечения хрома и марганца (до 90–93 %), рациональным расходом восстановителей (5–10 % избытка от стехиометрии) и высокой технико-экономической эффективностью при возможности масштабирования в опытно-промышленные условия.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Хроммарганец лигатурасын балқыту үдерісінің негізгі конструктивтік және техникалық-экономикалық көрсеткіштері жаңа кешенді тотықсыздандырғыш түрлерін – алюмосиликомарганец қорытпасын, ферросиликоалюминийді және ферросиликохром шаңын – қолдануға негізделген. Бұл тәсіл жаңа типті хроммарганец ферроқорытпасын жоғары металл алу дәрежесімен және төмен өзіндік құнымен өндіруге мүмкіндік береді. Қождың оңтайлы негізділігі CaO/SiO₂ = 1,6–1,8 аралығында, металл түзілу температурасы 1500–1600 °C диапазонында анықталған. Алынған лигатуралардың құрамы: Fe = 23–42 %, Cr = 21–54 %, Mn = 20–40 %, Si = 3–5 %, тығыздығы 6,4–6,7 г/см³, балқу температурасы 1595–1620 °C. Ең жоғары қалпына келтіру және фазалық бөліну көрсеткіштері ферросиликоалюминий қолданылған жағдайда байқалды. Үдеріс тұрақты қож түзілуімен, хром мен марганецтің жоғары алынуымен (90–93 %-ға дейін), тотықсыздандырғыштардың ұтымды шығынымен (стехиометриядан 5–10 % артық) және тәжірибелік-өнеркәсіптік жағдайда масштабтауға жарамды жоғары техникалық-экономикалық тиімділікпен сипатталады.

Level of implementation (in Russian) : не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : енгізілген жоқ

Efficiency (in Russian) : Экономический эффект от реализации проекта осуществляется за счет того, что новая технология должна на порядок повысить комплексность использования сырья. Создание новых ресурсосберегающих технологий дает мультипликативный эффект для экономики страны, обоснованный вовлечением бедных хромовых и марганцевых руд, ранее не привлекаемых в производство, в чем также отражается значительный экологический эффект от реализации предлагаемого проекта. При условии успешного внедрения результатов в отечественное производство реализация проекта должна способствовать подготовке молодых высококвалифицированных специалистов с созданием новых рабочих мест в горнодобывающих предприятиях, что выражается в социальном эффекте.

Efficiency (in Kazakh) : Жобаны іске асырудың экономикалық әсері жаңа технологияның шикізатты пайдаланудың кешенділігін арттыру тәртібіне байланысты жүзеге асырылады. Жаңа ресурс үнемдеуші технологияларды құру бұрын өндіріске тартылмаған кедей хром және марганец кендерін тарту арқылы негізделген ел экономикасы үшін мультипликативтік әсер береді, бұл да ұсынылып отырған жобаны іске асырудан елеулі экологиялық әсерді көрсетеді. Нәтижелерді отандық өндіріске сәтті енгізу жағдайында жобаны іске асыру тау-кен кәсіпорындарында жаңа жұмыс орындарын құра отырып, жоғары білікті жас мамандарды даярлауға ықпал етуі керек, бұл әлеуметтік әсерде көрінеді.

Field of application (in Russian) : Металлургия, ферросплавное производство

Field of application (in Kazakh) : Металлургия, ферроқорытпа өндірісі