Олег Вадимович Заякин, д.т.н., главный научный сотрудник, заведующий лабораторией стали и ферросплавов
Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101
Oleg V. Zayakin, Dr. Sci. (Eng.), Chief Researcher, Head of the Laboratory of Steel and Ferroalloys
101 Amundsena Str., Yekaterinburg 620016, Russian Federation
Руслан Рафикович Шартдинов, младший научный сотрудник лаборатории стали и ферросплавов
Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101
Ruslan R. Shartdinov, Junior Researcher of Laboratory of Steel and Ferroalloys
101 Amundsena Str., Yekaterinburg 620016, Russian Federation
Артем Николаевич Сметанников, младший научный сотрудник лаборатории стали и ферросплавов
Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101
Artem N. Smetannikov, Junior Researcher of Laboratory of Steel and Ferroalloys
101 Amundsena Str., Yekaterinburg 620016, Russian Federation
Илья Николаевич Кель, научный сотрудник лаборатории стали и ферросплавов
Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101
l’ya N. Kel’, Research Associate of Laboratory of Steel and Ferroalloys
101 Amundsena Str., Yekaterinburg 620016, Russian Federation
Показана актуальность разработки современных технологических решений по переработке используемых для производства комплексных ферросплавов ниобиевых рудных материалов отечественных месторождений. Необходимость разработки новых технологических процессов переработки вызвана тем, что при переходе на новые виды ниобиевых концентратов изменяются химический и фазовый составы исходных материалов, а, следовательно, это приводит к изменению состава и свойств продуктов плавки (как металлических, так и оксидных). При помощи электровибрационного вискозиметра изучены температурные зависимости вязкости и рассчитаны температуры кристаллизации оксидных расплавов системы Nb2O5 – SiO2 – CaO – TiO2 – Al2O3 . Составы исследуемых образцов соответствуют бесфосфористым ниобиевым шлакам, получение которых возможно карботермическим методом из черновых концентратов. Образцы получены методом сплавления оксидных материалов в высокотемпературной лабораторной электропечи. На основе полученных данных построены графические зависимости вязкость – температура. Экспериментально установлено, что оксидные расплавы, содержащие 15 – 26 % Nb2O5 , по характерной зависимости вязкость – температура являются более «длинными» (имеющими широкий диапазон кристаллизации) и неблагоприятными. Повышение концентрации пентаоксида ниобия до 40 % переводит шлаки в разряд «коротких» (с высокой скоростью кристаллизации). Показано, что повышение концентрации оксида ниобия Nb2O5 от 15 до 40 % приводит к снижению температуры кристаллизации расплавов на 200 °С и уменьшению вязкости расплавов с 1,32 до 0,24 Па·с при 1350 °С. Улучшение физико-химических характеристик оксидных расплавов при повышении концентрации пентаоксида ниобия может благоприятно отразиться на технико-экономических показателях производства ферросплавов.
The relevance of the development of modern technological solutions for the processing of niobium ore materials used for the production of complex ferroalloys of domestic deposits is shown. The need to develop new technological processes of processing is caused by the fact that when switching to new types of niobium concentrates, the chemical and phase compositions of the starting materials change, and, consequently, this leads to a change in the composition and properties of the melting products (both metallic and oxide). Using an electrovibration viscometer, the temperature dependences of viscosity were studied and the crystallization temperatures of oxide melts of the Nb2O5 – SiO2 – CaO – TiO2 – Al2O3 system were calculated. The compositions of the studied samples correspond to phosphorless niobium slags, which can be obtained by carbothermic method from rough concentrates. The samples were obtained by fusing oxide materials in a high-temperature laboratory electric furnace. On the basis of the obtained data, graphical dependences of viscosity – temperature are constructed. It was experimentally established that oxide melts containing 15 – 26 % Nb2O5 are more “long” (having a wide crystallization range) and unfavorable according to the characteristic viscosity – temperature dependence. An increase in the concentration of niobium pentoxide to 40 % translates slags into the category of “short” (with a high crystallization rate). It is shown that an increase in the concentration of niobium oxide Nb2O5 from 15 to 40 % leads to a decrease in the crystallization temperature of melts by 200 °C and a decrease in the viscosity of melts from 1.32 to 0.24 Pa·s at 1350 °C. The improvement of the physico-chemical characteristics of oxide melts with an increase in the concentration of niobium pentoxide can favorably affect the technical and economic indicators of ferroalloy production.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.