Статьи автора

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВА Mn-Si-Ba-Fe КАРБОТЕРМИЧЕСКИМ СПОСОБОМ

Номер выпуска 4 от 25.06.2025

Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований технологии получения комплексного барийсодержащего ферросплава на основе марганца для внепечной обработки металлопродукции. Ферросплавы, содержащие барий, представляют наибольший интерес в связи с уникальным комплексом его физических и физико-химических свойств (растворимость в жидком железе 1.22·10 ат·% при T=1600K; относительная модифицирующая способность 69.86·10; Tm1Ba =983K; Tm2Bn = 1910K; теплота взаимодействия с железом 212 кДж/моль; энтальпия растворения 300 кДж/г-ат при T=1700K). Методом термодинамически-диаграммного анализа построены диаграммы вещественных соотношений оксидной BaO-SiO-MnO-FeO и металлической Ba-Si-Mn-Fe систем для определения рационального соотношения компонентов шихты и состава сплава. Это простой метод изучения фазовых закономерностей сложных систем с учетом особенностей диаграмм состояния. С применением программного комплекса «Gibbs», разработанного учеными ХМИ им. Ж. Абишева, определены значения изменения энергии Гиббса (ΔG) в гомогенно-жидкофазном состоянии. Конноды сосуществующих фаз проведены по правилу Гесса. Установлено, что рациональный состав шихты для получения сплава с содержанием бария более 1.5% расположен в квазисистеме FeSiO-BaSiO-MnSiO-SiO, а состав сплава – в области тетраэдра FeSi-BaSi-MnSi-Si. На основе результатов термодинамически-диаграммного анализа проведены крупно-лабораторные испытания выплавки комплексного барийсодержащего ферросплава на основе марганца в рудотермической печи мощностью трансформатора 200кВ×А бесшлаковым карботермическим способом. В качестве исходных шихтовых материалов использовали марганцевую руду месторождения Мынарал (71.67% MnO), баритовую руду месторождения Жуманай (74.35% BaSO), кварцит месторождения Тектурмас (97.05% SiO). В качестве восстановителя использовали кокс KHP (82.70% C). Методом рентгенофазового анализа определен фазовый состав марганцевой и баритовой руды. Установлено, что переход бария в сплав определяется сопутствующим процессом восстановления кремния. Определено, что для получения сплава с 1.5% Ba отношение Si/(Mn+Fe) должно быть на уровне 0.6; для сплава с содержанием 10% Ba – 1.1.

9 0