Получение комплексного сплава из высококремнистой марганцевой руды и высокозольных углей Казахстана

Аннотация

В статье приведены результаты разработки теоретических и технологических основ получения комплексного кремний-алюминий-марганцевого сплава (AlSiMn) из высококремнистой марганцевой руды, высокозольных углей Карагандинского и Тениз-Коржункольского угольных бассейнов (угольных месторождений Борлы и Сарыадыр), кварцита месторождения Тектурмас и длиннопламенного угля месторождения Шубарколь. Проведением термодинамически-диаграммного анализа четырехкомпонентной системы Fe-Si-Al-Mn построенного на основе справочных данных и рассчитанных термодинамических данных (для соединений с неизвестными термодинамическими данными) создана математическая модель фазовой структуры. Составы алюмосиликомарганца полученного из углей Карагандинского и Тениз-Коржункольского угольных бассейнов, в отличие от сплава АМС из экибастузских углей, сдвинуты в области тетраэдров с относительно большими объёмами. Данный факт свидетельствует об их повышенной устойчивости и технологической предсказуемости.

Результаты проведенных серий экспериментальных испытаний в руднотермической печи показали возможность получения сплава алюмосиликомарганец регулируемого химического состава с использованием высокозольных углей месторождений Борлы и Сарыадыр, некондиционной высококремнистой марганцевой руды месторождения Западный Камыс, добавкой в шихту длиннопламенного угля месторождения Шубарколь и кварцита месторождения Тектурмас непрерывным бесшлаковым способом. Химический состав сплава регулировали добавкой марганцевой руды в навеску шихтовых материалов. Получен комплексный сплав с химическим составом в (% по массе): Si 32-53; Al 15,5-25; Mn 12-32; Fe 8-20; P 0,02-0,05; C 0,2-0,5. Полученный металл не рассыпается в порошок при хранении. Это обеспечивается низким содержанием фосфора и высоким содержанием алюминия более 10%. Определены фазовые составляющие опытного сплава.

Использование отвальных высокозольных углей, некондиционных марганцевых руд и полное исключение использования кокса обеспечивают низкую себестоимость сплава. Предлагается использовать комплексный сплав для раскисления и легирования стали, а также в качестве восстановителя при получении рафинированных сортов ферромарганца.