Инна Анатольевна Рыбенко, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой прикладных информационных технологий и программирования
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Inna A. Rybenko, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Head of the Chair of Applied Information Technologies and Programming
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
Ирина Дмитриевна Рожихина, д.т.н., профессор-консультант кафедры металлургии черных металлов
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Irina D. Rozhikhina, Dr. Sci. (Eng.), Prof. of the Chair of Ferrous Metallurgy
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
Ольга Ивановна Нохрина, д.т.н., профессор-консультант кафедры металлургии черных металлов
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Ol’ga I. Nokhrina, Dr. Sci. (Eng.), Prof. of the Chair of Ferrous Metallurgy
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
Марина Анатольевна Голодова, к.т.н., доцент кафедры архитектуры
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Marina A. Golodova, Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of the Chair of Architecture
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
В работе представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов восстановления марганца из оксидов высококачественного марганцевого концентрата, полученного в результате гидрометаллургического обогащения железомарганцевых руд, а также из марокита (продукта термического синтеза концентрата) и доломита углеродом и кремнием. Методом термодинамического моделирования с использованием программного комплекса Терра определены оптимальные температуры и расходы восстановителей, обеспечивающие полное восстановление марганца. В качестве восстановителя при использовании оксидных марганецсодержащих материалов для обработки стали можно использовать любой из рассмотренных восстановителей или их комбинацию в определенных соотношениях. Результаты экспериментальных исследований позволили разработать технологию получения марокит-манганитового концентрата и монофазного синтетического материала (CaMnO3 ). Эти материалы можно получать по технологии, которая включает механическую и термическую обработки смеси высококачественного марганцевого концентрата и обожженного доломита или извести. Марокит-манганитовый концентрат применим для легирования стали марганцем при выплавке ее в электропечи и в агрегате ковш-печь, а монофазный синтетический материал ‒ для производства металлического марганца. На основании результатов термодинамических расчетов и экспериментальных исследований предложены технологические параметры обработки стали марокит-манганитовым концентратом в электропечи и агрегате ковш-печь. Для получения металлического марганца внепечным алюминотермическим процессом следует использовать в качестве шихтовой составляющей монофазный синтетический материал CaMnO3 , что позволит повысить термичность процесса, а также извлечение марганца на уровне 90 %. Результаты экспериментальных исследований были получены при использовании современных методов исследований с применением лабораторного и аналитического оборудования, а также методов статистической обработки результатов.
The article presents the results of theoretical and experimental studies of manganese reduction processes from oxides of high-quality manganese concentrate obtained by hydrometallurgical enrichment of ferromanganese ores, as well as, from marokite (product of thermal synthesis of concentrate and dolomite) with carbon and silicon. The method of thermodynamic modeling with TERRA software complex determined the optimal temperatures and consumption of reducing agents that ensure the complete reduction of manganese. It was found that any of the above-mentioned reducing agents, or a combination thereof in certain ratios, can be utilized as a reducing agent when using oxide manganese-containing materials for steel treatment. The results of experimental studies made it possible to develop technology for the production of marokite-manganite concentrate and monophase synthetic material (CaMnO3 ). They can be obtained using the technology developed by the authors, which includes mechanical and thermal treatment of a mixture of high-quality manganese concentrate and calcined dolomite or lime. Marokite-manganite concentrate is useful for alloying steel with manganese when it is smelted in an electric furnace or in a ladle furnace unit, and a monophasic synthetic material is efficient for the production of metal manganese. Based on the results of thermodynamic calculations and experimental studies, technological parameters for processing steel with marokite-manganite concentrate in an electric furnace and a ladle furnace unit are proposed. Monophasic synthetic material CaMnO3 should be used as the charge component for the production of metal manganese by the out-of-furnace aluminum thermal treatment, which will increase the thermality of the process, as well as the extraction of manganese at the level of 90 %. The results of experimental studies were obtained using modern research methods with laboratory and analytical equipment, as well as statistical processing methods.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.