Исследование металлургических свойств марганцеворудного сырья и природных восстановителей Западной Сибири для получения сплавов на основе марганца

Романенко, Юлия Евгеньевна

Металлургия черных, цветных и редких металлов

автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Исследование металлургических свойств марганцеворудного сырья и природных восстановителей Западной Сибири для получения сплавов на основе марганца

кандидата технических наук: Романенко, Юлия Евгеньевна
город: Новокузнецк
год: 2011
специальность ВАК РФ: 05.16.02

Диссертация по металлургии на тему «Исследование металлургических свойств марганцеворудного сырья и природных восстановителей Западной Сибири для получения сплавов на основе марганца»

Автореферат диссертации по теме "Исследование металлургических свойств марганцеворудного сырья и природных восстановителей Западной Сибири для получения сплавов на основе марганца"

На правах рукописи

РОМАНЕНКО ЮЛИЯ ЕВГЕНЬЕВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАРГАНЦЕВОРУДНОГО СЫРЬЯ И ПРИРОДНЫХ ВОССТАНОВИТЕЛЕЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ МАРГАНЦА

Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных . и редких металлов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 9 МАЙ 2011

Новокузнецк 2011

4847229

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет» на кафедре металлургии черных металлов, стандартизации и сертификации.

Защита состоится « 31 » мая 2011 г. в 12 часов в аудитории ЗП, на заседании диссертационного совета Д212.252.01 при Сибирском государственном индустриальном университете по адресу: 654007, г. Новокузнецк, Кемеровской области, ул. Кирова, 42, СибГИУ. Факс: (3843)46-57-92. e-mail: ds21225201@sibsiu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет».

Автореферат разослан апреля 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

Научный руководитель Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент Рожихина И.Д.

доктор технических наук, профессор Якушевич Н.Ф. кандидат технических наук Прошунин И.Е.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», Юргинский технологический институт (филиал) Томского политехнического университета

Ведущая организация

д. т. н., профессор

Нохрина О.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

В настоящее время обеспечение предприятий черной металлургии России марганцевыми ферросплавами остается актуальной задачей. Основная потребность в марганце покрывается за счет импорта из Украины, Казахстана и стран Юго-Восточной Азии. Выявление новых месторождений марганцевых руд и эффективное развитие сырьевой базы позволит решить проблему обеспечения марганцевыми сплавами металлургической промышленности России.

В связи с оценкой ресурсного потенциала марганцевых руд Западной Сибири участков Аскиз, Чумай, Сугул, Сунгай, а также Селезеньского месторождения возникает необходимость изучения металлургических свойств указанных руд. Для решения этой задачи существуют различные экспериментальные методы, позволяющие определить металлургические характеристики марганцевых руд: вещественный (минералогический и химический) состав, температуру начала размягчения руд, удельное электросопротивление и вое-становимость руд.

Наряду с рудной составляющей необходимым компонентом при производстве ферросплавов является углеродистый восстановитель. Наиболее распространенным восстановителем является кокс. Из-за дефицита мелких классов кокса и неудовлетворительного их качества, а также постоянно растущей его стоимости ведется поиск новых углеродистых восстановителей -заменителей кокса. Одним из таких заменителей могут быть каменные угли. В технологическом процессе выплавки ферросплавов, используемые ископаемые угли испытывают воздействие высоких температур, поэтому необходимо изучить их поведение и закономерности изменения основных свойств при повышении температуры.

В целом исследования металлургических свойств марганцевых руд и природных восстановителей Западной Сибири позволит разработать научно-обоснованные технологические приемы производства марганцевых сплавов, что является актуальной научно-технической проблемой.

Работа выполнена при поддержке грантов:

- «Изучение физико-химических закономерностей процессов получения и применения материалов для легирования и модифицирования сплавов на основе железа и алюминия с использованием нанотехнологий», выполняемого по заданию Рособразования по аналитической ведомственной целевой программе «Развитие научного потенциала высшей школы (2009 - 2011 годы).

- «Исследование физико-химических закономерностей выплавки и обработки металла на агрегате ковш-печь для производства рельсов низкотемпературной надежности», госконтракт по федеральной целевой программе «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы».

- «Оптимизация технологических процессов путем применения альтернативных восстановителей», внутривузовский грант ГОУВПО «СибГИУ» для поддержки научно-исследовательской работы студентов, магистрантов и аспирантов (2010 год).

Цель работы

Исследование металлургических свойств марганцеворудного сырья и природных восстановителей месторождений Западной Сибири для их использования при выплавке марганцевых сплавов. Основные задачи

1. Изучение металлургических характеристик марганцевых руд:

- фазовых и структурных превращений, происходящих в минеральных составляющих руды при нагреве;

- температур начала размягчения,

- удельного электросопротивления;

- восстановимое™ руд;

2. Исследование физико-химических свойств природных восстановителей; изучение возможности их использования при восстановлении марганца.

3. Исследование влияния газовой фазы природных восстановителей на восстановление марганца из руд

4. Исследование и разработка технологических основ производства сили-комарганца из марганцевых руд Селезеньского месторождения с использованием природных углеродосодержащих материалов.

Научная новизна

1. Впервые исследованы фазовый состав и основные металлургические характеристики марганцевых руд Западной Сибири участков Аскиз, Чумай, Сугул, Сунгай и Селезеньского месторождения; экспериментально определены температура начала размягчения и удельное электросопротивление исследуемых руд;

2. Изучены и "определены степень восстановимое™ исследуемых марганцевых руд, механизм восстановления и основные факторы, влияющие на степень восстановления марганца из оксидов исследуемых руд;

3. Впервые исследованы процессы взаимодействия оксидов марганца с углеродом длиннопламенных и бурых углей, изучено влияние вида восстановителя на полноту протекания процессов восстановления марганца. Определено оптимальное соотношение восстановителей в восстановительной смеси при замене кокса длиннопламенными и бурыми углями.

4. Установлено, что летучие вещества, входящие в состав длиннопламенных и бурых углей, интенсифицируют процесс восстановления марганца из его оксидов.

5. Разработаны технологические основы выплавки сплавов силикомар-ганца из марганцевых руд Селезеньского месторождения с применением природных углеродосодержащих материалов.

Практическая значимость и реализация результатов

На основании результатов экспериментальных исследований металлургических свойств марганцевых руд Западной Сибири установлено, что анализируемые руды пригодны для производства марганцевых сплавов, а также могут быть использованы как оксидный марганецсодержащий материал при вне-печной обработке стали на установке «ковш-печь», что подтверждается актом внедрения в производство на ОАО «НКМК».

Результаты научно-исследовательской работы, включенные в производственно-геологический отчет «Оценка ресурсного потенциала марганцевых

руд высокого качества в западной части Алтае-Саянской складчатой области», позволили провести геолого-экономическую оценку прогнозных ресурсов перспективных участков, а также обосновать рекомендации по дальнейшему их изучению. Это подтверждено актом об использовании результатов научно-исследовательских работ ФГУГП «Запсибгеолсъемка».

При использовании результатов исследований процессов восстановления элементов марганцевых руд природными восстановителями разработаны технологические рекомендации по частичной замене кокса углями, внедрение которых позволит уменьшить расход дорогостоящего металлургического кокса и снизить себестоимость сплавов на 3 - 5 %. Методы исследования

Фазовый и химический состав марганцевых руд, продуктов термической обработки, а также сплавов и шлаков был изучен с применением химического, рентгенофазового методов анализа. Дифференциально-термический метод анализа использовали для исследования структурных превращений в рудах, происходящих в рудных минеральных составляющих при нагреве.

Температуру начала размягчения руд определяли с применением стандартной методики. Исследования по определению электросопротивления осуществлялись в печи Таммана при равномерном нагреве печи. Изучение кинетики восстановления марганцевых руд проводили гравиметрическим методом, фиксирование температур осуществлялось вольфрам-рениевой термопарой ВР5/20.

Исследования по разработке технологических основ выплавки силико-марганца проводили на рудовосстановительной печи мощностью 100 кВА.

Полученные результаты обрабатывались с использованием стандартного пакета прикладных программ Microsoft Excel. Предмет защиты

На защиту выносятся:

- результаты теоретических и экспериментальных исследований физико-химических и металлургических свойств марганцевых руд Западной Сибири;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований углеро-дотермического восстановления марганца при использовании природных уг-леродосодержащих материалов;

- результаты теоретического анализа и экспериментальных исследований влияния газовой фазы природных углеродосодержащих материалов на восстановление элементов из оксидов марганцевых руд;

- результаты экспериментальных исследований выплавки сплавов сили-комарганца из марганцевых руд Селезеньского месторождения с применением природных восстановителей.

Автору принадлежит

- постановка задач экспериментальных исследований;

- проведение теоретических и экспериментальных исследований металлургических свойств марганцевых руд и природных восстановителей;

- оценка целесообразности применения углей при восстановлении марганцевых руд;

- проведение лабораторных исследований по влиянию газовой фазы природных углеродосодержащих материалов на восстановление марганца из

руд;

- проведение лабораторных исследований по определению технологических режимов плавки силикомарганца;

- обработка полученных результатов, анализ, обобщение, научное обоснование, формулировка выводов и рекомендаций.

Соответствие диссертации паспорту специальности

Диссертационная работа соответствует паспорту научной специальности 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов п. 1 «Рудное, нерудное и энергетическое сырье», п. 9 «Подготовка сырьевых материалов к металлургическим процессам и металлургические свойства сырья», п. 10 «Твердофазные процессы в получении черных, цветных и редких металлов», п. 17 «Материало- и энергосбережение при получении металлов и сплавов». Апробация работы

Основные положения диссертации были доложены на шести научно-технических конференциях:

- 66-ой научно-технической конференции участников молодежного научно-инновационного конкурса (У.М.Н.И.К.), Магнитогорск, 2008 г.;

- Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения», Новокузнецк, 2008 г.;

- Всероссийской научно-технической конференции «Научное наследие И.П. Бардина», Новокузнецк, 2008 г.;

- Международная научно-практическая конференция с элементами научной школы для молодых ученых «Инновационные технологии и экономика в машиностроении», Юрга, 2010 г.;

- 16-ой Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири», Томск, 2010 г.;

- XIV Международной конференции «Современные проблемы электрометаллургии стали», Челябинск, 2010 г.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе две в рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК РФ для опубликования результатов кандидатских и докторских диссертаций. Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 149 страницах, включая 32 рисунка, 27 таблиц, 6 приложений, и содержит список литературы из 130 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1 Анализ сырьевой базы для производства марганцевых ферросплавов и методов металлургической оценки руд

Анализ современного состояния производства марганцевых ферросплавов и марганцеворудной базы России показал, что имеющиеся мощности российских производителей не удовлетворяют потребностям в марганцевых ферросплавах. Это связано с тем, что дефицит марганцевой руды не позволяет увеличить объемы производства, поэтому основная потребность в марганцевом сырье и ферросплавах покрывается за счет импортных поставок.

Исследование металлургических свойств марганцевых руд новых месторождений позволит оценить возможность их использования в производственном процессе и тем самым расширить минерально-сырьевую базу страны.

В результате анализа методов металлургической оценки руд были определены основные направления исследований, позволяющие учесть всю совокупность свойств марганцевого сырья.

Изучение современного состояния использования углеродистых восстановителей в производстве ферросплавов показало, что дефицит и высокая стоимость металлургического кокса привели к поискам новых видов восстановителей. Одним из решений данной проблемы может быть использование более дешевых восстановителей - природных углей. 2 Исследование металлургических характеристик марганцевых руд месторождений Западной Сибири В данной главе представлены результаты исследований минералогического, химического состава марганцевых руд месторождений Западной Сибири участков Аскиз, Чумай, Сугул, Сунгай и Селезеньского месторождения, а также дана оценка металлургических характеристик руд: температуры начала размягчения руд, удельного электросопротивления и восстановимое™ руд.

Были выявлены наиболее перспективные участки в пределах Западной Сибири: участок Аскиз в республике Хакасия; в Алтайском крае участок Сунгай (Сунгайская площадь проявления марганцевых руд); в республике Алтай участок Сугул (Сугульская площадь); Селезеньское месторождение и участок Чумай (Чумайская площадь) в Кемеровской области), расположенные в Таш-тагольском и Тисульском районах, соответственно. Суммарные прогнозные запасы марганцевых руд этих участков и месторождений по категориям Р-,, Р2, Р3, составляют около 240 млн. т.

Образцы руд исследовали с применением методов химического, рент-генофазового и гравиметрического анализов. Результаты химического и рент-генофазового анализов приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 - Химический состав марганцевых руд

Участок/ месторождение Химический состав, масс. % (Р>Р.% (Ге)р.%

МПобщ Р БЮг СаО А1203 МдО №20 К20 иР,% (Мп>р,%

Аскиз 52,9 2,1 0,03 11,5 0,63 2,6 1,06 н.о. н.о. 0,001 0,04

Чумай 54,6 4,6 0,2 7,52 0,76 1,94 н.о. н.о. н.о. 0,003 0,08

Сугул 20,4 2,0 0,04 50,6 0,75 6,96 0,77 н.о. н.о. 0,002 0,09

Сунгай 33,54 4,1 0,06 31,5 1,0 5,68 0,48 н.о. н.о. 0,002 0,12

Селезеньское 36,98 10,8 0,12 14,5 2,03 1,25 н.о. 0,11 0,53 0,003 0,29

Результаты химического анализа показали наличие богатых по марганцу, но отличающихся по содержанию фосфора руд участков Аскиз и Чумай, и небогатых по марганцу, но с низким содержанием фосфора руд участков Сунгай, Сугул. Руды Селезеньского месторождения характеризуются средним содер-

жанием марганца и кремнезема порядка 35 и 14 %, соответственно. Таблица 2 - Фазовый состав марганцевых руд

Участок/месторождение Фазовый состав

Аскиз Много: браунит Немного: кальцит, пиролюзит, кварц, родохрозит

Чумай Много: пиролюзит Присутствует: кварц, вернадит

Сугул Много: тодорокит Присутствует: кварц, криптомелан

Сунгай Присутствую: криптомелан, кварц, тодорокит Вероятно: вернадит, примеси

Селезеньское Много: голландит-криптомелан Присутствует: кварц, гетит

Из результатов рентгенофазового анализа следует, что в анализируемых марганцевых рудах присутствуют соединения псиломелановой группы, в частности, тодорокита (Мп2+,Са,Мд,Ва)2Мп5+012-ЗН20, криптомелана (К2(Мп4+7Мп2+)О!6), браунита (Мп2+Мп63+ЗЮ12), а также гетита (РеООН), что характерно для руд Селезеньского месторождения. Стоит отметить, что в рудах участка Аскиз присутствуют карбонаты: кальцит (СаС03) и родохрозит (МпСОз).

Важным технологическим параметром при выплавке марганцевых ферросплавов, влияющим на работу электрических печей, является температура начала размягчения руды, или температура первичного шлакообразования.

Значения температур начала размягчения и интервала размягчения лежат в основе разделения руд и концентратов на трудно- и легковосстановимые. Трудновосстановимые руды обладают низкой температурой начала и длительным интервалом размягчения, в то время как, легковосстановимые руды характеризуются высокой температурой начала и узким интервалом размягчения. Исследования по определению температур размягчения руд проводили по стандартной методике (ГОСТ 26517-85). Результаты'исследований приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Температура начала (Тнр), конца размягчения (Ткр) и интервалы размягчения (ДТ) марганцевых руд

Участок/месторождение ТНр, к ткр, к ДТ, к

Аскиз 1373 1473 100

Чумай 1273 1473 200

Сугул 1243 1473 230

Сунгай 1253 1473 220

Селезеньское 1203 1523 320

На рисунке 1 представлены зависимости усадки образцов руд от температуры, отличающиеся по химическому и фазовому составу. Кроме того, на рисунке 1 для сравнения приведена зависимость усадки образца Австралийской марганцевой руды от температуры, свойства которой хорошо изучены, и

она используется для получения марганцевых сплавов.

110

з? 100 -

го"

3 90 -

го

# 80

го

§ 70 -

го

> 60 50 -

273 523 773 873 1173 1223 1373 1523 Температура, К

1 - Австралийская марганцевая руда, 2 - Сугул, 3 - Чумай, 4 - Селезеньское Рисунок 1 - Зависимость усар,т марганцевых руд от температуры

Анализ рисунка 1 показал, что усадка образцов происходит аналогично, это говорит о сходимости результатов и достоверности полученных данных.

Размягчение в марганцевых рудах связано с процессом первичного шлакообразования. Согласно диаграмме состояния МпО - БЮг в системе образуются два химических соединения: МпО-ЭЮг и 2Мп08Ю2. В результате процесса образования силикатов марганца, который начинается в твердых фазах при Т = 1173 К, выделяется тепло, способствующее интенсивному разогреву и оплавлению силикатов.

При нагреве до температуры 1273 К процесс образования силикатов марганца самоускоряется, поэтому наиболее сильно на температуру начала размягчения и интервал размягчения руд влияет содержание оксидов марганца и диоксида кремния. Так, например, более высокое содержание диоксида кремния в рудах участков Сунгай и Сугул понижает температуру начала их размягчения.

Температура конца размягчения руд всех исследуемых участков, кроме руд Селезеньского месторождения, одинакова (Т = 1473 К). Это объясняется тем, что химический состав руд участков Аскиз, Чумай, Сугул, Сунгай незначительно отличается друг от друга по содержанию в них примесей (СаО, МдО, РеО), по сравнению с рудами Селезеньского месторождения (см. таблицу 1).

Руда Селезеньского месторождения, несмотря на присутствие диоксида кремния (ЭЮг - 14,5 %), имеет наибольший интервал размягчения, что связано с образованием при температуре 1273 К гаусманита (МП3О4), имеющего более высокую температуру плавления.

Из результатов исследований, приведенных в таблице 3, следует, что процесс размягчения руд участков Аскиз и Чумай, имеющих более высокое содержание марганца (52,9 и 54,6 % соответственно), сдвигается в зону более высоких температур, а температурный интервал уменьшается, что характеризует их как легковосстановимые.

Большое влияние на показатели плавки марганцевых ферросплавов оказывает электросопротивление шихты. Лучшими рудными материалами считают руды, имеющие наиболее высокое удельное электросопротивление.

Исследования по определению удельного электросопротивления марганцевых руд проводили в печи Таммана контактным методом в интервале нагрева пробы от комнатной температуры до температуры конца размягчения анализируемых руд.

В ходе исследований, результаты которых представлены на рисунке 2, установлено, что изменение значений удельного электросопротивления зависит от минералогического и химического состава руд: образцы руд участка Чумай и Селезеньского месторождения, представленные в основном пиролюзитом и гетитом, имеют более высокие значения удельного электросопротивления, по сравнению с образцами руд участков Сугул и Сунгай, имеющими в своем составе тодорокит и криптомелан; перегибы, зафиксированные на температурных зависимостях удельного электросопротивления, соответствуют температурам фазовых превращений, происходящих в исследуемых образцах при нагреве.

2 1,5 1

0,5 0

-1 ■

-1,5

-2,5

2' ДзЧ \ \ \ \ \ \5 \ \

\ \ ^—^ ч

423 573 723 873 1023 1173 1323 1473 Температура, К

1 - Австралийская руда; 2 - Сугул, 3 - Чумай; 4 - Селезеньское; 5 - Сунгай Рисунок 2 - Зависимость удельного электросопротивления марганцевых руд от температуры

Степень восстановления руд при различных значениях температур, как одно из основных металлургических свойств рудных материалов, исследовали с применением гравиметрического метода непрерывного взвешивания.

Образцы марганцевых руд участков Аскиз, Чумай, Сугул, Сунгай и Селезеньского месторождения (химический состав см. в таблице 1) смешивали с коксом ОАО «Алтай-кокс» из расчета на полное восстановление марганца, железа, фосфора и кремния из их оксидов. В ходе эксперимента непрерывно фиксировали изменение массы образцов при изотермической выдержке при температурах 1773, 1823 и 1873 К и по результатам рассчитывали степень восстановления руды по формуле:

т...... (1)

а =

1>0МехОу

•100%

где т0 - масса кислорода удаленного из образца

ш„ = шг

Мо

= (Дш11ШХ

(2)

где тсо- масса газообразного СО, образующегося в результате химического взаимодействия восстановителя с кислородом оксидов марганцевой руды, г; М0 - молярная масса кислорода, г/моль;

,со - молярная масса оксида углерода, г/моль;

М,

дтших - убыль массы шихты;

т,"™

гр - поправка на выделение гидратной влаги и летучих соединений, содержащихся в восстановителе. Результаты расчета степени восстановления марганцевых руд при температуре 1873 К с их последующей математической обработкой приведены на рисунке 3.

100

13 16 1< Время, мин

у, = 27,028Ln(x)+14,621, R2, = 0,8408; у2 = 28,912Ln(x)+5,8173, = 0,9606 Уз = 27,807Ln(x)+7,3404, R23 = 0,9769; у4 = 30,607Ln(x>-1,4179, R2< = 0,9785 y5 = 24,84Ln(x) + 6,6154, R25 = 0,974

1 - Аскиз; 2 - Чумай; 3 - Сунгай; 4 - Сугул; 5 - Селезеньское Рисунок 3 - Зависимость степени восстановления элементов из оксидов марганцевых руд от длительности изотермической выдержке при температуре 1873 К

Анализ результатов показал, что в первые 2-3 мин потеря массы связана с удалением влаги, дегидратацией и декарбонизацией минералов марганца, которыми представлены руды. Можно отметить, что первые 5 мин эксперимента наблюдается несколько замедленное восстановление элементов образца участка Аскиз, что связано с присутствием в руде карбонатов (кальцита и родохрозита), для разложения которых необходимо больше тепла, чем для удаления гидратной влаги.

В ходе исследования установлено, что степень восстановления элементов анализируемых руд возрастает с увеличением температуры, а наиболее высокую степень восстановления имеют оксиды руды участков Аскиз и Чумай

с высоким содержанием марганца и низким содержанием пустой породы.

Результаты, полученные в ходе изучения степени восстановления элементов из оксидов марганцевых руд различных участков, согласуются с результатами определения температур начала, конца и интервала размягчения руд, в соответствии с которыми руда участка Аскиз характеризуется как легковосстановимая, что также подтверждается кинетическими кривыми. Сопоставимость результатов экспериментов свидетельствует о достоверности исследований.

Химический анализ металлической фазы (таблица 4), полученной в процессе восстановления элементов руд, показал, что данные руды могут применяться для производства сплавов на основе марганца, так как содержание марганца в пробах достаточно высокое, за исключением руды Селезеньского месторождения, что связано с повышенным содержанием в руде железа.

Таблица 4 - Химический состав металлической фазы

Участок /месторождение Температура эксперимента, К

1773 1823 1873

Содержание, % масс.

Мп Ре Мп Ре Мп Ре

Аскиз 75,27 20,68 4,0 77,34 10,59 5,33 83,99 11,54 4,11

Сунгай 79,58 7,92 4,11 76,65 9,65 3,77 78,03 11,04 3,61

Сугул 71,66 12,17 6,44 69,07 12,03 11,32 66,14 15,99 5,33

Чумай 66,66 10,8 14,1 68,04 13,17 9,32 69,42 16,2 9,1

Селезеньское 49,24 10,4 39,5 48,71 15,3 35,9 47,57 13,85 38,55

Результаты комплексного исследования металлургических свойств марганцевых руд участков Аскиз Чумай, Сугул, Сунгай, включенные в производственно-геологический отчет «Оценка ресурсного потенциала марганцевых руд высокого качества в западной части Алтае-Саянской складчатой области» (Гос. регистрационный № 1-05-102/1), позволили провести геолого-экономическую оценку прогнозных ресурсов перспективных участков и обосновать рекомендации по дальнейшеему их изучению, что подтверждено актом об использовании результатов научно-исследовательских работ ФГУГП «За-псибгеолсъемка».

3 Исследование влияния альтернативных восстановителей на углеродотермическое восстановление марганца

При изучении влияния природных восстановителей на восстановление марганца из руд использовали угли двух марок: Караканский, марки ДО (длиннопламенный) и Итатский, марки 2БПК (бурый). Высокие значения удельного электросопротивления и реакционной способности углей (таблица 5), а также их низкая стоимость по сравнению с коксом позволяют рассматривать угли как перспективные восстановители при производстве ферросплавов.

Экспериментально методом непрерывного взвешивания изучали процесс пиролиза углей в интервале температур от 300 до 1200 К. Результаты исследований показали, что термическое разложение углей с различной степенью

метаморфизма, в частности, каменных и бурых, протекает при различных температурах: разложение бурых углей начинается при температуре на 50 -70 градусов ниже, чем разложение длиннопламенных, протекает интенсивнее, а количество летучих, выделяющихся при пиролизе бурых углей, существенно больше, чем при пиролизе длиннопламенных.

Таблица 5 - Характеристика углеродистых восстановителей

Восстановитель Технический анализ, % Плотность, кг/м3 Порис тость, % Реакционная способность, см3/г-с Удельное электросопротивление, Омсм Содержание углерода в рабочей массе, %

а" ^аГ \/\Л Дейст-витель ная Кажу щая-ся

Бурый уголь 7,86 48,5 35,3 1697 891 47,5 5,47 &1,9 • 10ь 31,43

Дпиннопла-менный уголь 5,64 39,7 15,4 1356 1147 15,4 5,85 ¿1,9 • 106 47,2

Коксовый орешек ОАО «Аптай-кокс» 11,92 1,83 5,0 1954 998 48,9 0,72 3,59 82,8

Установлено, что в процессе пиролиза длиннопламенного угля формируется коксовый остаток, имеющий пористую структуру с более развитой поверхностью и многочисленными трещинами. Пиролизный остаток бурого угля, в отличие от длиннопламенного, не отличается высокой пористостью, наблюдается лишь растрескивание кусков.

Для обоснования возможности использования длиннопламенных и бурых углей в качестве восстановителей при производстве сплавов на основе марганца проведено изучение кинетики восстановления элементов руды Селе-зеньского месторождения (%: 36,98 Мпо6ч; 10,78 Ре0бщ; 1,25 А1203; 14,5 ЗЮ2; 2,03 СаО, 0,11 Р205) с участием углей гравиметрическим методом при температурах 1773, 1823, 1873 К.

В исследовании использовали брикеты из марганцевой руды и восстановительной смеси, количество которой рассчитывалось на полное восстановление марганца, железа, фосфора и кремния из оксидов. Фракция брикетируемых материалов составляла не более 50 мкм. Химический состав золы восстановителей и варианты восстановительных смесей приведен в таблице 6.

Таблица 6 - Химический состав золы восстановителей и соотношение компонентов в восстановительной смеси

Наименование Химический состав золы, масс. % Соотношение компонентов, %

Номер варианта

ЗЮ2 А1203 СаО МдО р Б Ре203 1 2 3 4 5

Уголь 2БПК (бурый) 21,9 5,4 45,3 5,3 0,1 0,68 2,3 - 50 - 30

Уголь ДО (длиннопламенный) 54,3 25,6 4,6 1,72 1,0 0,24 2,5 - - 50 - 30

Кокс 50 23 4,0 н.о. н.о. 0,89 33,8 100 50 50 70 70

На рисунке 4 приведены математически обработанные зависимости сте-

пени восстановления образцов марганцевых руд от времени при использовании различных восстановительных смесей при температурах 1773 и 1873 К.

100

у, = 22,492Щх) + 1,1743 = 0,9797 уг = 17,341 1_п(х) + 14,443 = 0,9595 Уз = 14,4651_П(х) + 6,6082 И23 = 0,9512 У4 = 13,79Ип(х) + 16,139 1^4 = 0,9236 у5 = 27,2111-П(х)-1,3165 = 0,9656

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 Время, мин

у, = 24,251.п(х) + 1,3834 = 0,9912 у2 = 17,4551п(х) + 3,0021 0,9938 Уз = 19,8671_п(х) + 10,104 И2з = 0,9603 у4 = 17,9591.п(х) + 9,6002 Я2« = 0,997 у5 = 28,899[_п(х) - 9,0555 ^ = 0,9631

I I I I I I I I

I I М II I I М I г

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 Время, мин

1 - 5 - номера вариантов восстановительных смесей Рисунок 4 - Зависимости степени восстановления элементов из оксидов марганцевой руды от длительности изотермической выдержки при температурах 1773 (а) и 1873 К (б)

Установлено, что марганецсодержащие брикеты с восстановительной смесью N25 (70 % кокс и 30 % уголь ДО) имеют более высокую степень восстановления по сравнению с брикетами, в которых восстановителем являлся кокс, особенно при температуре 1773 К, при которой степень восстановления руды в присутствии длиннопламенного угля в восстановительной смеси достигает 98 %, против 82 % при использовании только кокса.

После проведения эксперимента, образцы металлической фазы подвергали химическому анализу, результаты которого приведены в таблице 7.

Из результатов химического анализа следует, что в образцах, полученных с применением восстановительной смеси № 3 (50 % кокса и 50 % угля длиннопламенного), при температурах 1823 и 1873 К наблюдается максимальное восстановление марганца. Однако при изучении кинетики восстановления образца с этой смесью (см. рисунок 4) установлено, что степень его восстановления значительно ниже, чем у образцов с коксом № 1 и восстано-

вительной смесью № 5. Это связано с тем, что степень восстановления образца характеризует общую восстановимость всех элементов руды и золы восстановителя, а не восстановление марганца. Таблица 7 -Химический состав металлической фазы

Номер варианта Температура эксперимента, К

1773 1823 1873

восстановительной Содержание, % масс.

смеси Мп Ре Мп Ре Мп Ре

1 49,24 10,4 39,4 48,71 15,3 35,9 47,57 13,85 37,23

2 41,55 21,2 25,6 53,64 22 23,8 53,79 25,08 20,76

3 47,18 23,4 28,4 55,82 23,9 19,97 56,02 22,43 20,08

4 41,43 24,8 19,5 53,18 23,35 19,52 51,8 23,73 23,55

5 51,84 20,7 25,2 52,9 21,22 22,96 53,79 23,81 22,32

Более низкое содержание марганца в пробах, полученных при восстановлении одним коксом либо смесями № 4, 5 с 70 % кокса, можно объяснить тем, что зола кокса оказывает отрицательное влияние на восстановление марганца: кремнезем, содержащийся в золе кокса, тормозит процесс восстановления марганца из руды.

Сравнение результатов химического анализа позволило установить, что при одинаковых условиях эксперимента содержание марганца в пробах, восстановленных смесью с длиннопламенным углем выше, чем при использовании смеси с бурым углем. По-видимому, структура пиролизного остатка, формируемого после выхода летучих веществ углей, оказывает влияние на полноту восстановления марганца.

При восстановлении марганца имеет значение фактор смачивания углеродистых материалов расплавом. Восстановитель с более развитой пористой структурой лучше смачивается, что позволяет ускорить процесс перехода углерода в шлаковый расплав, тем самым улучшая процесс восстановления. Следовательно, восстановитель, имеющий более развитую поверхность, будет обеспечивать более полное восстановление марганца.

Кроме того, особенность восстановления марганца такова, что даже в соединениях с железом, углеродом и кремнием он имеет высокую упругость пара (до 20 - 27 кПа при 1773 К), что вызывает увеличение его потерь с потоком парогазовой фазы. Для улавливания и осаждения в верхних горизонтах шихты паров марганца, выносимых газовым потоком, необходима более развитая поверхность восстановителя.

Немаловажное значение имеет теплота сгорания углей. Для бурых и длиннопламенных углей высшая теплота сгорания равна 28,9 - 30,2 и 31,4 -33,5 мДж/кг, соответственно. Следовательно, в образцах, в составе которых присутствует длиннопламенный уголь, температура процесса внутри брикета выше, чем при использовании бурого угля, что объясняет высокое восстановление марганца из брикетов с длиннопламенным углем по сравнению с брикетами с бурым углем. Однако следует учитывать, что высокое значение теплоты сгорания длиннопламенного угля может отрицательно сказаться на оборудовании промышленных рудовосстановительных печей, применяемых при

производстве ферросплавов, где используется уголь фракции 25 - 50 мм, поэтому необходимо ограничивать количество длиннопламенного угля в навеске восстановительной смеси.

На основании результатов проведенных исследований установлено, что наиболее целесообразно в качестве восстановителя использовать восстановительные смеси, в которых 30 % кокса заменено длиннопламенным углем, либо 50 % кокса - бурым углем.

Для оценки влияния газовой фазы на восстановление марганца из оксидов проведены исследования восстановления марганцевых руд при бесконтактном (косвенном) восстановлении, которые проводили в печи сопротивления с угольным нагревателем. В качестве восстановителей применяли уголь длиннопламенный, бурый и кокс для сравнительного анализа.

В графитовый тигель, на дне которого находился восстановитель фракции 5 мм, на молибденовую решетку, расположенную на расстоянии 10 мм от восстановителя, помещали образец предварительно отшлифованной марганцевой кусковой руды Селезеньского месторождения. Тигель помещали в предварительно разогретую печь сопротивления и выдерживали в течение 10 мин при температуре 1073 К. После выдержки в образцах образовались трещины, а визуальный анализ образцов показал наличие черно-серой пленки на поверхности и в трещинах, свидетельствующей об образовании сажистого углерода. Для оценки фазового состава руды образцы подвергали рентгено-фазовому анализу на установке ДРОН-2 в железном излучении, результаты которого приведены на рисунке 5.

а - кокс; б - длиннопламенный уголь; в - бурый уголь

Рисунок 5 - Результаты рентгенофазового анализа образцов руды после бесконтактного восстановления

На дифрактограммах присутствуют дифракционные отражения гаусмани-та (Мп304) и манганозита (МпО), однако при использовании кокса манганозит в образце руды не обнаружен (рисунок 5, а).

Согласно ранее проведенным термогравиметрическим исследованиям в руде Селезеньского месторождения термическая диссоциация курнакита

(Мп203) до гаусманита (Мп304) происходит при Т = 1273 К, а термическая диссоциация гаусманита с образованием манганозита (МпО) возможна лишь при Т = 1995 К.

Таким образом, образованию гаусманита и манганозита в образцах при бесконтактном восстановлении при температуре 1073 К способствует не термическая диссоциация минералов, а восстановительные газы, содержащие в своем составе, помимо монооксида углерода, метан.

Газовая фаза участвует в процессе восстановления марганца из оксидов

руд, действуя по реакциям:

2Мп02 + СН4 = Мп203 + СО + 2Н2, (1)

2СНх = хН2 + 2СТВ (2) Образовавшиеся в результате реакций монооксид углерода и водород также принимают участие в восстановительных процессах по реакциям:

2Мл02 + СО = Мп203 + С02 (3)

2Мп02 + Н2 = Мп203 + Н20 (4)

ЗМп203 + СО = 2Мп304 + С02 (5)

ЗМп203 + Н2 = 2Мп304 + Н20 (6)

Полученные результаты исследований указывают на то, что использование углей без предварительной термической обработки положительно влияет на процесс восстановления марганца из оксидов руд. Установлено, что благодаря летучим соединениям, выделяющимся при нагреве углей, процесс твердофазного восстановления высших оксидов марганца и железа смещается в зону более низких температур, тем самым ускоряя и интенсифицируя процессы восстановления.

4 Исследование и разработка технологических основ выплавки сплавов силикомарганца из руд Селезеньского месторождения В результате исследований металлургических характеристик марганцевых руд Селезеньского месторождения установлена возможность выплавки сплавов на основе марганца, в частности силикомарганца.

Руды Селезеньского месторождения представлены кусковыми (валунча-тыми) рудами и рудами мелкой фракции (сажистыми, с невысоким содержанием марганца). Промывка и ручная рудоразборка валунчатой руды позволяет получить марганцевый концентрат. Химический состав концентрата и руды приведен в таблице 8.

Таблица 8 - Химический состав марганцевого концентрата и руды Селезеньского месторождения

Наименование Химический состав, % масс

Мп МпО Мп02 ЭЮ2 Ре^бщ) А1203 Р в СаО МдО ВаО П.П.П

Концентрат рудоразборки 47,7 4,33 70,58 9,48 2,85 1,05 0,09 <0,1 0,17 0,14 1 8,76

Руда 24,4 5,68 37,34 32,46 14,3 2,47 0,12 <0,1 0,2 0,33 3 8,2

Из таблицы 8 следует, что в соответствии с требованиями, предъявляемых к марганцевым рудам для производства ферросплавов, марганцевый концентрат рудоразборки пригоден для выплавки силикомарганца углеродо-термическим способом, тогда как сажистые руды невозможно использовать

для получения стандартных сплавов. Для более полного использования руд Селезеньского месторождения бедные классы следует применять в качестве добавки к рудам с более высоким содержанием марганца.

Исследования по выплавке силикомарганца проводили в два этапа в однофазной рудовосстановительной печи 100 кВА.

Первый этап исследования включал две серии плавок. В обеих сериях шихтовые материалы состояли из марганцевого концентрата, полученного методом ручной рудоразборки, кварцита, извести, при этом в первой серии плавок в качестве восстановителя использовали кокс, а во второй - 30 % углерода кокса заменяли длиннопламенным углем. Химический состав восстановителей приведен в таблице 5. Плавки вели в непрерывном режиме с периодическим выпуском металла и шлака.

По результатам первой серии плавок получен сплав (%, 65,7 Мп, 17,14 Э1. 0,22 Р), соответствующий химическому составу силикомарганца марки МнС17 по ГОСТ 4756-91. Извлечение марганца составило 80,0 %. Кратность шлака -0,8 - 0,85. Усредненный состав шлака, %: 24,6 МпО, 49,28 ЭЮг, 13,4 СаО.

В ходе второй серии плавок получен металл усредненного химического состава (%, 67,8 Мп, 17,9 31, 0,22 Р), который также соответствует силикомар-ганцу марки МнС17, и шлак %: 22,95 МпО, 54,78 8Ю2, 12,7 СаО. Кратность шлака - 0,75. Извлечение марганца составило 82 %.

Анализ результатов показал, что в металле, полученном с использованием длиннопламенного угля в навеске (вторая серия плавок), содержание марганца выше, чем при использовании кокса (первая серия плавок), что подтверждает целесообразность применения углей.

Расчет экономии от замены доли кокса углем при производстве силикомарганца показал, что за счет снижения расходов на восстановитель себестоимость тонны сплава снижается на 4,7 %.

Второй этап исследования включал две серии плавок на рудной смеси, состоящей из концентрата и бедной марганцевой руды в соотношении 1:1. Бедную марганцевую руду вводили в виде брикетов с различными связующими материалами. В качестве восстановителя применяли кокс.

В первой серии экспериментальных плавок использовали брикеты, полученные методом вибрационного прессования, в составе которых марганцевая руда - 71 %, коксовая мелочь - 21 %, цемент - 8 % - в качестве связующего материала. Химический состав брикетов, масс. %: Мп - 26,6; Ре - 9,2; $ -0,04; ЭЮ2 - 20,9; А1203 -10,5, Р - 0,08; С -16,3.

Во второй серии брикеты состояли из марганцевой руды и золы ТЭЦ (8,88 % А1203, 23,98 % БЮг, 0,56 % ТЮ2, 45,85 % СаО, 4,98 % РеО, 8,18 % Ре203,1,82 ППП) в качестве связующего материала.

Химический состав сплавов, полученных в первой (% Мп - 67,55, -14,35, Р - 0,11) и во второй (%, Мп-65,99, 81-14,53, Р-0,11) сериях плавок соответствует силикомарганцу марки МнС12. Извлечение марганца в первой и во второй сериях плавок составило 76 и 78 % соответственно.

Результаты исследований показали, что использование брикетов на цементной связке нецелесообразно, так как введение цемента способствует раннему шлакообразованию, которое оказывает влияние, на полноту и скорость восстановления марганца из оксида, наличие цемента увеличивает кратность шлака практически до 1, тем самым снижая извлечение марганца.

Следует отметить, что марганцевый концентрат Селезеньского месторождения можно также использовать как оксидный марганецсодержащий материал при внепечной обработке стали на установке «ковш-печь», что подтверждается актом внедрения в производство результатов научно-исследовательской работы «Разработка технологии легирования стали марганцем из оксидных материалов во время выпуска из печи и ее обработка на установке ковш-печь».

На основании полученных экспериментальных данных, была разработана технологическая схема использования марганцевых руд Селезеньского месторождения (рисунок 6). Вовлечение в производство марганцевых руд Селезеньского месторождения позволит обеспечить металлургическую промышленность Кузбасса марганцевыми ферросплавами.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ

1. Анализ современного состояния марганцеворудной сырьевой базы России свидетельствует о необходимости разработки технологической схемы с целью вовлечения в производство отечественного сырья, руд месторождений Западной Сибири участков Аскиз, Чумай, Сугул, Сунгай и Селезеньского месторождения.

2. Экспериментально изучены физико-химические характеристики марганцевых руд: фазовый, химический состав, структурные превращения в рудных составляющих при нагреве. Установлено:

- руды представлены сложным составом минеральных образований марганца псиломелановой группы: тодорокитом, криптомеланом, браунитом, а также пиролюзитом;

- при температуре выше 1208 К в минеральных составляющих руд начинается образование силикатов марганца.

3. Исследованы металлургические свойства марганцевых руд Западной Сибири. Установлено:

- температура начала размягчения марганцевых руд зависит от содержания марганца и кремнезема в руде, а процесс размягчения в исследуемых рудах протекает в интервале температур от 1250 до 1500 К;

- значения удельного электросопротивления руд изменяются в зависимости от минералогического и химического состава руд: руды, представленные пиролюзитом и гетитом (участок Чумай и Селезеньское месторождение) имеют более высокое удельное электросопротивление;

- степень восстановления исследуемых марганцевых руд зависит от температуры и при температуре, равной 1873 К достигает 90 - 96 %.

4. Изучение и анализ физико-химических свойств углей показал, что для производства марганцевых сплавов могут быть применены длиннопламенные и бурые угли марок ДО и 2БПК. Сравнительный анализ углей позволил установить, что наибольшее значение реакционной способности имеют бурые угли.

5. Изучено и научно обосновано применение углей при производстве марганцевых сплавов. Установлено, что соотношения углеродосодержащих материалов кокс/уголь марки 2БПК — 1:1 и кокс/уголь ДО - 7:3 в восстановительных смесях являются оптимальными, при этом себестоимость тонны сплава сили-комарганца полученного при замене 30 % кокса углем снижается на 4,7 %.

РУДА МАРГАНЦЕВАЯ ИСХОДНАЯ

Обработка металла на установке «ковш-печь» оксидными материалами

Концентрат рудоразборки фр.>80 мм Содержание, %: Мп - 47,78, SiP2 - 2,85, TefcSuil- 9,48, Р - 0,087

Руда бедная, фр. 2,5 - 20 мм Содержание, %: Мп - 24,43,- 32,46, Ке1о6шГ 14,13, Р - 0,12

Дробление, фракционирование _фр. 20 - 50 мм.

№ О

концентрат кокс известь кварцит

СМн17. %

Мп - 65,7; Si -17,14; Р - 0,22.

Шлак. МпО-32,5 S1O2 - 39,3 СаО-13.4

концентрат

Кокс+уголь= 7:3 известь кварцит

СМН17. %

Мп - 66,3 Si -18,5; Р - 0,22.

пТЙ

Шлак. % МпО - 30,6 Si02-46,28 СаО-12,7

Дробление, фракционирование фр. 0 — 2,0 мм.

Ьпикет руда марганцевая -.71 % коксовая мелочь - 21 % цемент - в %

Брикет

руда марганцевая - 95 % зола ТЭЦ-5 %

[ [ Концентрат+брикет = 1:1 'Кокс

Известь кварцит

МпО-18,32; SiOz-30,11 СаО- 13,9; AI2O3 - 34,32

СМн12. %

Мп - 65,99; Si -14,53; Р - 0,11

Шлак. % МпО-27,3; S1O2 - 45,55 СаО-10,5; AI2O3- 10,35

Рисунок 6 - Технологические схемы использования марганцевых руд Селезеньского месторождения

6. Исследования механизма восстановления марганца из оксидов при использовании в качестве углеродосодержащих материалов длиннопла-менного (ДО) и бурого (2БПК) углей показали, что летучие, входящие в состав углей, интенсифицируют восстановительный процесс, смещая твердофазное восстановление высших оксидов марганца в зону более низких температур.

7. Исследована, разработана и предложена технологическая схема переработки марганцевых руд Селезеньского месторождения для выплавки стандартных сплавов силикомарганца.

8. Научные результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе, реализуемом кафедрой металлургии черных металлов, стандартизации и сертификации ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» по специальности 150100 - Металлургия черных металлов, в рамках дисциплин «Теория и технология производства ферросплавов», «Электрометаллургия и производство ферросплавов»

Список опубликованных работ по теме диссертации

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Рожихина И.Д. Исследование процесса обогащения железомарганцевых руд / И.Д. Рожихина, О.И. Нохрина, Ю.Е. Романенко II Изв. вузов. ЧМ, 2010.-№ 2.-С. 17-18.

2. Романенко Ю.Е. Исследование температуры размягчения марганцевых руд Западно-Сибирского региона / Ю.Е. Романенко // Изв. вузов. ЧМ, 2010.-№10.-С. 23-25.

' Публикации в других изданиях

3. Рожихина И. Д., Исследование технологических параметров выплавки силикомарганца / И.Д. Рожихина, Ю.Е. Романенко // Сборник докладов 66-ой научно-технической конференции участников молодежного научно-инновационного конкурса. - Магнитогорск, 2008. - С. 36 - 41.

4. Рожихина И.Д. Металлургическая оценка марганцевых руд / И.Д. Рожихина, Ю.Е. Романенко II Сборник докладов Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения». - Новокузнецк, 2008. - С. 52 - 55.

5. Романенко Ю.Е. Исследование металлургической ценности марганцевых руд месторождений Западной Сибири / Ю.Е. Романенко, И.Д. Рожихина II Научное наследие И.П. Бардина: тр. всерос. науч.-техн. конф. -Новокузнецк, 2008. - С. 18 - 22.

6. Романенко Ю.Е. Металлургическая оценка марганцевых руд Западносибирского региона / Ю.Е. Романенко // Инновационные технологии и экономика в машиностроение: тр. межд. науч.-практ. конф. - Томск: Изд. Томского политехнического университета, 2010. - С. 225 - 229.

7. Романенко Ю.Е., Исследование электросопротивления марганцевых руд / Ю.Е. Романенко, И.Д. Рожихина II Доклады (материалы) 16-й Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири». - Томск: САН ВШ; В-Спектр, 2010. - С. 33 - 37.

8. Романенко Ю.Е. Исследование температуры размягчения и удельного электросопротивления марганцевых руд I Ю.Е. Романенко, И.Д. Рожи-хина, О.И. Нохрина // Современные проблемы электрометаллургии стали: материалы XIV междунар. конф. / под ред. В.Е. Рощина. - Челябинск: Изд. центр ЮУрГУ, 2010. - Ч. 1. - С. 111 -115.

9. Романенко Ю.Е. Оценка металлургических характеристик марганцевых руд / Ю.Е. Романенко, И.Д. Рожихина // Труды Всероссийской научно-практической конференции «Металлургия: технологии, управление, инновации, качество». - Новокузнецк, 2010. - С. 77 - 83.

10. Оптимизация технологических процессов путем применения альтернативных восстановителей: отчет о НИР / Сиб. гос. индустр. унив.; ис-полн.: Романенко Ю.Е., Лазаревский П.П. - Новокузнецк, 2010. -55 с. -№ГР 01201151314.

Подписано в печать /АМН г. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага писчая. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,39. Уч.-изд. л. 1,56. Тираж 120 экз. Заказ 256.

Сибирский государственный индустриальный университет 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42. Издательский центр СибГИУ

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Романенко, Юлия Евгеньевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МАРГАНЦЕВЫХ ФЕРРОСПЛАВОВ И МЕТОДОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ РУД.

1.1 Современное состояние добычи марганцевых руд и производства марганцевых ферросплавов в России.

1.2 Требования к марганцевым рудам для производства ферросплавов.

1.3 Методы металлургической оценки марганцевых руд.

1.3.1 Минералогическое изучение сырья.

1.3.2 Изучение фазового состава и минералообразования в рудах.

1.3.3 Методы исследований электроспротивления и размягчения марганцевых руд.

1.3.4 Методы изучения восстановимости руд.

1.4 Обоснование и возможность применения углей в углеродотермическом процессе.36 :

1.5 Постановка задач исследования.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК МАРГАНЦЕВЫХ РУД

МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ.

2.1 Характеристика марганцевых руд.

2.2 Изучение вещественного состава марганцевых руд. .50.

2.3 Определение температуры начала размягчения руд.

2.4 Исследование удельного электросопротивления марганцевых руд.

2.5 Изучение восстановимости руд.

2.6 Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ

ВОССТАНОВИТЕЛЕЙ НА УГЛЕРОДОТЕРМИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ МАРГАНЦА.

3.1 Изучение физико-химических свойств углей.

3.2 Исследование зависимости степени восстановления марганца от вида восстановителя.

3.3 Исследование взаимодействия оксидов марганца с углеродом при бесконтактном (косвенном) восстановлении.

3.4 Экономическая оценка применения углей.

3.5 Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ ВЫПЛАВКИ СПЛАВОВ СИЛИКОМАРГАНЦА

ИЗ РУД СЕЛЕЗЕНЬСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ.

4.1 Возможные схемы выплавки силикомарганца.

4.2 Выплавка силикомарганца с использованием марганцевого концентрата.

4.3 Выплавка силикомарганца с использованием бедной марганцевой руды.

4.4 Выводы по главе 4.

Введение 2011 год, диссертация по металлургии, Романенко, Юлия Евгеньевна

Актуальность работы

В настоящее время обеспечение предприятий черной металлургии-России марганцевыми ферросплавами остается актуальной задачей. Основная потребность в марганце покрывается за счет импорта из Украины, Казахстана и стран Юго-Восточной Азии. Выявление новых месторождений марганцевых руд и эффективное развитие сырьевой базы позволит решить проблему обеспечения марганцевыми сплавами металлургической промышленности России.

Наряду с рудной составляющей необходимым компонентом при производстве ферросплавов является углеродистый восстановитель. Наиболее распространенным восстановителем является кокс. Из-за дефицита мелких классов кокса и неудовлетворительного их качества, а также постоянно растущей его стоимости ведется поиск новых углеродистых восстановителей - заменителей кокса. Одним из таких заменителей могут быть каменные угли. В технологическом процессе выплавки ферросплавов, используемые ископаемые угли испытывают воздействие высоких температур, поэтому необходимо изучить их поведение и закономерности изменения основных свойств при повышении температуры.

Диссертационная работа выполнена при поддержке грантов

1. «Изучение физико-химических закономерностей процессов получения и применения материалов для легирования и модифицирования сплавов на основе железа и алюминия с использованием нанотехнологий», выполняемого по заданию Рособразования по аналитической ведомственной целевой программе «Развитие научного потенциала высшей школы (2009 - 2011 годы).

2. «Исследование физико-химических закономерностей выплавки и обработки металла на агрегате ковш-печь для производства рельсов низкотемпературной надежности», госконтракт по федеральной целевой программе «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы».

3. «Оптимизация технологических процессов путем применения альтернативных восстановителей», внутривузовский грант ГОУВПО «СибГИУ» для поддержки научно-исследовательской работы студентов, магистрантов и аспирантов (2010 год).

Цель работы

Научная новизна

1. Впервые исследованы фазовый состав и основные металлургические характеристики марганцевых руд Западной Сибири участков Аскиз, Чумай, Су-гул, Сунгай и Селезеньского месторождения; экспериментально определены температура начала размягчения и удельное электросопротивление исследуемых руд;

2. Изучены и определены степень восстановления исследуемых марганцевых руд, механизм восстановления и основные факторы, влияющие на степень восстановления марганца из оксидов исследуемых руд;

Практическая значимость и реализация результатов

На основании результатов экспериментальных исследований металлургических свойств марганцевых руд Западной Сибири установлено, что анализируемые руды пригодны для производства марганцевых сплавов, а также могут быть использованы как оксидный марганецсодержащий материал при внепеч-ной обработке стали на установке «ковш-печь», что подтверждается актом внедрения в производство на ОАО «НКМК».

Результаты научно-исследовательской работы, включенные в производственно-геологический отчет «Оценка ресурсного потенциала марганцевых руд высокого качества в западной части Алтае-Саянской складчатой области», позволили провести геолого-экономическую оценку прогнозных ресурсов перспективных участков, а также обосновать рекомендации по дальнейшему их изучению. Это подтверждено актом об использовании результатов научно-исследовательских работ ФГУГП «Запсибгеолсъемка».

Методы исследования

Полученные результаты обрабатывались с использованием стандартного пакета прикладных программ Microsoft Excel.

Предмет защиты. На защиту выносятся:

- результаты теоретических и экспериментальных исследований физико-химических и металлургических свойств марганцевых руд Западной Сибири,

- результаты теоретических и экспериментальных исследований углеро-дотермического восстановления марганца при использовании природных угле-родосодержащих материалов;

Автору принадлежит

- постановка задач экспериментальных исследований;

- оценка целесообразности применения углей при восстановлении марганцевых руд;

- проведение лабораторных исследований по влиянию газовой фазы природных углеродосодержащих материалов на восстановление марганца;

- проведение лабораторных исследований по определению технологических режимов плавки силикомарганца;

Соответствие диссертации паспорту специальности

Апробация работы

Основные положения диссертации были доложены на шести научно-технических конференциях:

- Всероссийской научно-технической конференции «Научное наследие И.П. Бардина», Новокузнецк, 2008 г.;

- XIV Международной конференции «Современные проблемы электрометаллургии стали», Челябинск, 2010 г.

Публикации

Структура и объем работы

Заключение диссертация на тему "Исследование металлургических свойств марганцеворудного сырья и природных восстановителей Западной Сибири для получения сплавов на основе марганца"

4.4 Выводы по главе 4

1.При проведении крупнолабораторных исследований марганцевых руд Селезеньского месторождения в условиях лабораторий кафедры металлургии черных металлов, стандартизации и сертификации ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» было установлено, что концентрат рудоразборки можно использовать при производстве стандартного силикомар-ганца марки МнС17.

2. При частичной замене кокса длиннопламенным углем создаются наиболее благоприятные условия для восстановления марганца: в полученном металле содержание марганца выше, чем при выплавке с использованием кокса Проведенные исследования возможности использования бедной марганцевой руды в производственном процессе показали, что предварительное'брикетирование позволяет применять ее при выплавке силикомарганца марки СМн 12 как добавку к руде с высоким содержанием марганца в соотношении 1:1.

3. Результаты плавок с применением брикетов с различными связующими материалами показали, что использование в шихте брикетов на цементной связке нежелательно.

4. Разработана технологическая схема возможного использования марганцевых руд Селезеньского месторождения, которая позволит обеспечить металлургическую промышленность отечественным марганцевым сырьем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При выполнении диссертационной работы, направленной на изучение металлургической ценности марганцеворудного сырья и природных восстановителей месторождений Западной Сибири для использования их при выплавке марганцевых сплавов получены следующие основные результаты:

1. Анализ современного состояния марганцеворудной сырьевой базы России свидетельствует о необходимости разработки технологических схем с целью вовлечения в производство отечественного сырья. К таким рудам относятся руды месторождений юга Западной Сибири.

2. Экспериментально изучены физико-химические характеристики марганцевых руд участков Аскиз, Чумай, Сугул, Сунгай и Селезеньского месторождения: фазовый, химический состав, структурные превращения в рудных составляющих при нагреве. Установлено:

- руды представлены сложным составом минеральных образований марганца псиломелановой группы: тодорокитом, криптомеланом, браунитом, а также пиролюзитом.

- при температуре выше 1208 К в минеральных составляющих руд начинается образование силикатов марганца;

3. Изучение и анализ физико-химических свойств углей показал, что для производства марганцевых сплавов могут быть применены длиннопламенные и бурые угли марок ДО и 2БПК.

4. Изучено и научно обосновано применение углей при производстве марганцевых сплавов. Установлено, что соотношения углеродосодержащих материалов кокс/уголь марки 2БПК - 1:1 и кокс/уголь ДО - 7:3 в восстановительных смесях являются оптимальными, при этом себестоимость тонны сплава силикомарганца полученного при замене 30 % кокса длиннопла-менным углем снижается на 4,7 % за счет снижения расходов на восстановитель.

5. Изучение механизма восстановления марганца из оксидов при использовании в качестве восстановителей длиннопламенного и бурого углей марок ДО и 2БПК показал, что летучие, входящие в их состав, участвуют в восстановительном процессе и интенсифицируют его.

6. Исследована, разработана и предложена технологическая схема переработки марганцевых руд Селезеньского месторождения для выплавки стандартных сплавов силикомарганца.

7. Научные результаты диссертационного исследования внедрены в практику подготовки студентов по специальности 150100 «Металлургия черных металлов» ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» в рамках дисциплины «Теория и технология производства ферросплавов» (акт о внедрении результатов НИР в учебный процесс).

Библиография Романенко, Юлия Евгеньевна, диссертация по теме Металлургия черных, цветных и редких металлов

1. Тезисы докладов II Международной конференции «Российская ферросплавная конференция» // Сталь. 2007. - № 8. - С. 45 - 68.

2. Марганцевая лихорадка. УкрРудПром деловые новости Украины. - Режим доступа: http://www.ukrrudprom.ua/analytics/anyuytert230807.-23.08.2007 г.

3. Производство стали и ферросплавов в мире / Леонтьев Л.И. и др.. // Электрометаллургия. 2008. -№2.-С.2-9.

4. О росте цен на марганец / Бюллетень иностранной коммерческой информации. 2008.-№ 38. - С. 15-16.

5. Глобальный рынок марганца: «Приват» близок к монополии. ПромАп. -Режим доступа: http://www.arsenal.dn.ua/article/20090123-0846.article. Донецк, 2006.

6. Грищенко С.Г. Состояние ферросплавной промышленности Украины в 2003 2006 гг. / С.Г. Грищенко // Сталь. - 2007. - № 11. - С. 96 - 99.

7. Иванов А. Особенности российского рынка ферросплавов: из тени в свет, перелетая /А. Иванов // Национальная металлургия. 2006. - № 3. - С. 58 -62.8. 2010 год Новости режим доступа: http://www.abird.ru/news2010. - Москва, 2010.

8. Смирнов Л.А. Состояние и перспективы производства марганцевых ферросплавов / Л.А. Смирнов, В.И. Жучков // Сталь. 2008. - № 8. - С. 73а - 73.

9. Некрасов В.М. Российские ферросплавы успехи и проблемы / В.М. Некрасов // Электрометаллургия. - 2008. - № 1. - С. 1-5.

10. Российский рынок ферросплавов в условиях кризиса направления реструктуризации. ПромАп. - Режим доступа: http://www.promup.ru/ru/news35. Ы:т1. -10.11.2009.

11. Михайлов Ю.Ю. Значение минерально-сырьевой базы твердых полезных ископаемых в экономике России / Ю.Ю. Михайлов, С.А. Воробьев, С А.

12. Кимельман // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. -2008.-№3.-С. 18-25.

13. Зеленова И.М. Состояние сырьевой базы марганца в России / И.М. Зелено-ва, В.А. Резниченко // Технология металлов. 2008. - № 5. - С. 2 - 10.

14. Рогов B.C. Марганцеворудная база России и возможности ее использования / B.C. Рогов, A.J1. Титов, В.М. Непочатов // Недропользование. XXI век. - 2009. - № 3. С. 82 - 85:

15. Бавлов В.Н. О состоянии отечественной минерально-сырьевой базы твердых полезных ископаемых и перспективах ее развития / В.Н. Бавлов // Руды и металлы. 2006. - № 1. - С. 5 - 10.

16. Шевелев JI.H. Итоги развития черной металлургии России за 2005 г. и некоторые аспекты реструктуризации неэффективных мощностей / J1.H. Шевелев // Электрометаллургия . 2006. - № 11. с. 3 - 7.

17. Быч А.Ф. Марганцевые месторождения Кемеровской области / А.Ф. Быч, А.И. Батырев // Руды и металлы. 1998. - № 2. - С. 22 - 28.

18. Эрнст В.А. Освоение минерально-сырьевой базы Сибирского Федерального округа / В.А. Эрнст // Разведка и охрана недр. 2008. - № 9. - С. 37-42.

19. Чебров И.Н. Минерально-сырьевая база Республики Алтай. Состояние и проблемы освоения / И.Н. Чебров, В.И. Крупчатников В.И. // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2007. - № 6. - С. 20 - 27.

20. Шаров Г.Н. Рудный потенциал юга Западной Сибири / Г.Н. Шаров, Е Н. Трибунский, A.B. Зябкин // Руды и металлы. 1998. - № 2. - С. 5 - 15.

21. Минерально-сырьевая база твердых полезных ископаемых / Карпузов А.Ф. и др. // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. -2008,-№4.-С. 66-80.

22. Быховский JI.3. О минерально-сырьевой базе металлов для производства ферросплавов в России / JI.3. Быховский, Л.П. Тигунов // Сталь. 2007. -№ 1.-С. 42-45.

23. Г.А. Машковец. Современное состояние минерально-сырьевой базы черной металлургии России / Сталь. 2008. - № 3. - С. 14-18.

24. Тигунов JI.П. Марганец: геология, производство, использование / Л.П. Титулов, Л.А. Смирнов, P.A. Минаджиева. Екатеринбург. Изд-во АМБ, 2006.- 184 с.

25. Толстогузов Н.В. Теоретические основы восстановления марганца, кремния и примесей при плавке ферромарганца и силикомарганца: учеб. пособие / Н.В Толстогузов. Новокузнецк: СМИ, 1991. - 128 с.

26. Методика металлургической оценки качества марганцевого сырья по его химическому составу / П.Ф. Мироненко и др. // Сталь. 2000. - № . -С. 29-31.

27. Расчетное определение ценности марганцевого сырья / М.И. Гасик и др. // Электрометаллургия. 2009. - № 1. - С. 32 - 34.

28. Цвылев Л.М. Восстановление и шлакообразование в доменном процессе / Л.М. Цвылев. М.: Наука, 1969. - 158 с.

29. Габриадзе Н.Д. Исследование концентратов химического и гидрометаллургического способов обогащения с металлургической точки зрения: авто-реф. дис. канд. техн. наук. Тбилиси, 1971. - 24 с.

30. Микулинский A.C. Процессы рудной электротермии / A.C. Микулинский. -М.: Металлургия, 1996. 280 с.

31. Николайшвили Г.У. Электросопротивление и размягчение габонского марганцевого концентрата / Г.У. Николайшвили, Т.И. Сигуа // В сб. «Совершенствование технологии производства марганцевых сплавов. Тбилиси: Сабчота Сакартвело, 1983. - С. 164 - 169.

32. Электросопротивление углеродистых восстановителей и шихт для плавки AMC / Радугин В.А. и др.. // В сб. «Производство стали и ферросплавов». Новокузнецк: СМИ, 1969. - С. 246 - 252.

33. Жданов A.B. Изучение электросопротивления материалов и шихт, применяемых для получения ферромарганца / A.B. Жданов, О.В. Заякин, В.И. Жучков // Электрометаллургия 2007. - № 6. - С. 24 - 27.

34. Кекелидзе М.А. Электросопротивление пиролюзита, манганита и псиломе-лана / М.А. Кекелидзе, Г.У. Николайшвили, Л.И. Чванидзе // Сб. «Переработка железных и марганцевых руд Закавказья». Тбилиси: Мецниереба,1975.-С. 83-91.

35. Жданов A.B. Исследование восстановимости марганцевого сырья / A.B. Жданов, В.И. Жучков, О.В. Заякин / Электрометаллургия. 2007. - №4. -С. 32-35.

36. Перспективы развития технологической минералогии в области изучения химико-металлургических процессов. / Петрова Н.В. и др. / Материалы 4 конгресса обогатителей стран СНГ. Т.1. 2003. - С. 78.

37. Исследование фазовых превращений при нагреве марганцевых концентратов / Петров A.B. и др.. // Изв. вузов. 4M. 1975. - № 9. - С. 22 - 26.

38. Высокотемпературные комплексные исследования процесса формирования фазового состава при нагревании марганцевых руд Усинского месторождения. / Епифанцев О.Г. и др.. // Изв.вузов. 4M. 1993. - № 2. - С. 16 -18.

39. Сигуа Т.И. Развитие научных основ, технологии и внедрение рациональной переработки марганцевого сырья Чиатурского месторождения: автореф. дис. докт. техн. наук. Свердловск, 1989. - 37 с.

40. Кинетика процессов термической диссоциации природных рудных образцов марганцевых минералов / Ю.В. Беликов и др. // В сб. восстановительные процессы в производстве ферросплавов. М.: Наука, 1977. - С. 122 -116.

41. Киссин Д.А. Прочность и удельное электросопротивление марганецсодер-жащих минералов / Д.А. Киссин, А.Г. Ященко, Н.М. Москалева // Сб. «Марганец: добыча, обогащение и переработка». № 1. - ГрузНИИНТИ. -Тбилиси. - 1978. - С. 4 - 11.

42. Жучков В.И. Методика определения электрического сопротивления кусковых материалов и шихт / В.И. Жучков, A.C. Микулинский // В сб. «Экспериментальная техника и методОы высокотемпературных измерений. М.: Наука, 1966.-С. 43-46.

43. Электрическое сопротивление рудоизвестковой смеси, применяемой при выплавке металлического хрома / В.И. Жучков и др. // Изв. вузов. 4M. -1964. -№ 10.-С. 62-67.

44. Чайченко A.A. Металлургические свойства марганцевых рудоугольных брикетов / A.A. Чайченко, А.Г. Ященко // Сб. «Марганец: добыча, обогащение и переработка». №2. - ГрузНИИНТИ. - Тбилиси. - 1988. - С. 5 - 8.

45. Электропроводимость и температура начала восстановления шихты производства низкоуглеродистого феррохрома/ A.B. Рощин и др.. // Изв. вузов. 4M. 2000. - № 9. - С. 7 - 9.

46. Жучков В.И. Исследование температур размягчения марганцевого сырья / В.И. Жучков, A.B. Жданов, О.В. Заякин / Расплавы. 2006. - № 3. - С. 29 -32.

47. ГОСТ 26517 85 (CT СЭВ 4518 - 84). Руды железные, агломераты и окатыши. Метод определения температуры начала размягчения и температурного интервала размягчения. - Введ. 01.01.86 до 01.01.91. - М.: Издательство стандартов, 1985. - 6 с.

48. Линчевский Б.В. Техника металлургического эксперимента / Б.В. Линчев-ский. М.: Металлургия. - 1979. - 256 с.

49. Ашин К.А. Кинетика и механизм восстановления окислов марганца углеродом. Восстановление закиси марганца / Изв. вузов. 4M. 1964. - № 10. -С. 13-16.

50. Капелянов В.Я. Метод контактной ЭДС для изучения кинетики взаимодействия углерода с окислами металлов / В.Я. Капелянов, В.И. Погорелый // В сб.: Восстановительные процессы в производстве ферросплавов. М.: Наука, 1977.-С. 119-121.

51. ГОСТ 17212 84 (Взамен ГОСТ 17212 - 71). Руды железные, агломераты и окатыши. Метод определения восстановимости. - Введ. 01.01.86. - М.: Издательство стандартов, 1985. - 6 с.

52. Перетягин В.А. Кинетика восстановления оксидов марганца углеродом при высокой температуре / В.А. Перетягин, A.B. Павлов // Электрометаллургия. 2003. - № 12. - С. 32 - 35.

53. Влияние фракционного состава шихты, количества и вида восстановителя на извлечение марганца из руды / С.В. Шаталов и др. // Изв. вузов. 4M. -2005.- №9. -С. 12-13.

54. Воробьев В.П. Углеродистые восстановители ферросплавного производства. Альтернативные решения / В.П. Воробьев. А.Д. Годунов, A.B. Игнатьев // Сталь. 2008. - № 8. - С. 67.

55. Требуется кокс, по возможности недорого.- Металлургический бюллетень. Режим доступа: http://www.metaltorg.ru/analytics/ores/?id=232. -12.01.2005.

56. Плоский прокат: цены рвутся вверх Режим доступа: http://www.supplvsteel.ru/130510a.php. - 13.05.2010.

57. Технология «Карбоника» прорыв в комплексном использовании угля. -Режим доступа: http://www.carbonica.ru/technologia.html. - 27.02.2009

58. Страхов В.М. Альтернативные углеродистые восстановители для ферросплавных производств / В.М. Страхов // Кокс и химия. 2009. - № 1. - С. 20-25.

59. Воробьев В.П. Удельная поверхность и пористость углеродистых восстановителей, применяемых при выплавке кремнистых сплавов / В.П. Воробьев, Л.Д. Бахирева // Известия АН СССР. Металлы. 1982. - № 1. -С. 14-18.

60. Воробьев В.П. Физико-химические свойства углеродистых восстановителей в электротермических процессах / В.П. Воробьев, Л.Д. Бахирева // Известия АН СССР. Металлы. 1983. - № 5. - С. 28 - 31.

61. Воробьев В.П. Углеродистые восстановители для производства марганцевых ферросплавов / В.П. Воробьев. А.Д. Голунов, A.B. Игнатьев // Электрометаллургия. 2009. - № 4. - С. 12-15.

62. Производство ферросилиция. Справочник под редакцией докт. техн. наук Ю. П. Снитко. Новокузнецк. 2000. - 426 с.

63. Разработка технологии использования слабоспекающихся углей при выплавке ферросилиция / Ю.П. Канаев и др.. // Сб. «Совершенствование производства ферросилиция». № 3. - Новокузнецк. - 1997. - С. 191 - 202.

64. Применение майкюбенских бурых углей при выплавке высоко-кремнистых марок ферросилиция / Матвиено В.А. и др.. // Сб. «Совершенствование производства ферросилиция» № 3. - Новокузнецк. - 1997. - С. 205 - 213.

65. Мизин В.Г. Углеродистые восстановителя для ферросплавов / В.Г. Мизин, Г.В. Серов. М.: Металлургия, 1976. - 272 с.

66. Использование нетрадиционных углеродистых восстановителей при выплавке ферромарганцйа ФМн78Б и передельного марганцевого шлака / П.А. Кравченко и др.. // Сталь. 2008. - № 9. - С. 43 -45.

67. Страхов В.М. Использование тощих углей в качестве углеродистыз восстановителей в электротермических производствах / В.М. Страхов, П.Я. Нефедов // Сталь. 2008. - № 8. - С. 68.

68. Использование каменных углей в металлургических процессах. III окружная инновационная конференция. Режим доступа: http://www.uran.ru/ героЛ8/2005/Зёю2004/8есйоп4/з4р185.htm. - 19.07.2005 г.

69. Нефедов П.Я. О требованиях к качеству углеродистых восстановителей для производства рудной электротермии / П.Я. Нефедов // Кокс и химия. -2000.-№8.-С 24-32.

70. Зельберг Б.И. Шихта для электротермического производства кремния / Б.И. Зельберг, А.Е. Черных, К.С. Елкин. Челябинск: Металл, 1994. - 320 с.

71. Опытно-промышленное освоение выплавки высокоуглеродистого ферромарганца бесфлюсовым способом с использование антрацита / Белан В.Д. и др.. // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2001. -№4.-С. 25-28.

72. Применение тощих каменных углей и полукокса при производстве углеродистого феррохрома / В.И. Кулинич и др.. // Сб. «Физико-химические процессы в электротермии ферросплавов». М.: Наука, 1981. - С. 153 -155.

73. Кашлев И.М. Разработка технологии производства ферросилиция и электродной массы с использованием каменного угля: автореф. дис. канд. техн. наук. Новокузнецк, 2000. - 19 с.

74. Кинетика восстановления марганца и хрома ангарским полукоксом / Н.В. Толстогузов и др.. // Сб. «Производство стали и ферросплавов». Выпуск № 4 - М: Металлургия, 1975. - С. 5 - 13.

75. Камнева А.И. Теоретические основы химической технологии твердых горючих ископаемых / А.И. Камнева, В.В. Платонов. М.: Химия, 1990. -288 с.

76. Угольные бассейны Сибири / В.Э. Попов и др.. М.: Недра, 1985. - 93 с.

77. Суслов В.Е. Уголь Кузбасса / В.Е. Суслов, А.А. Петров. М.: Недра, 1984. - 191 с.

78. ГОСТ 4756 91 (ИСО 5447-80). Ферросиликомарганец. Технические требования и условия поставки. - Введ. 01.01.93. - М.: Издательство стандартов, 1992.-7 с.

79. Нохрина О.И. Марганцевые руды России и возможные пути их применения: монография / О.И. Нохрина, И.Д. Рожихина. Новокузнецк: СибГИУ, 2006.-205 с.

80. Быч А.Ф., Батырев А.И. Марганцевые месторождения Кемеровской области // Руды и металлы. 1998. - № 2. - С. 22 - 28

81. Прошунин И.Е. Получение и применение концентратов химического обогащения марганцевого сырья в металлургии: дисс. канд. техн. наук спец. 05.16.02 / И.Е. Прошунин. Новокузнецк, 1996. - 182 с.

82. ГОСТ 22772.2 96 (ИСО 4298-84). Руды марганцевые, концентраты и агломераты: Методы определения марганца общего. - Введ. 01.01.1999. - М. Издательство стандартов, 1998. - 7 с.

83. ГОСТ 22772.3 96 (ИСО 312-86). Руды марганцевые, концентраты и агломераты: Методы определения двуокиси марганца. - Введ. 01.01.1999. - М. Издательство стандартов, 1998. - 7 с.

84. ГОСТ 22772.4 96. Руды марганцевые, концентраты и,агломераты: Методы определения железа общего. - Введ. 01.01.1999. - М. Издательство стандартов, 1998. - 13 с.

85. ГОСТ 22772.10 80 (ИСО 4295-88, ИСО 5889-83 СТ СЭВ 4522-84). Руды марганцевые, концентраты и агломераты: Методы определения окиси алюминия. - Введ. 01.07.1991. - М. Издательство стандартов, 1991. - 20 с.

86. ГОСТ 22772.5 90 (ИСО 5890-81, CT СЭВ 1205-89). Руды марганцевые, концентраты и агломераты: Методы определения двуокиси кремния. -Введ. 01.07.1991. -М. Издательство стандартов, 1991. - 15 с.

87. ГОСТ 22772.6 96 (ИСО 4293-82). Руды марганцевые, концентраты и агломераты: Методы определения фосфора. - Введ. 01.07.1991. - М.: Издательство стандартов, 1991. - 9 с.

88. Хейкер Д.М. Рентгеновская дифрактометрия / Д.М. Хейкер, Л.С. Зевин. -М.: Гос. изд. Физико-математ. Литературы. 1963. - 380с.

89. Ковба Л.М. Рентгенофазовый анализ / Л.М. Ковба, В.К. Трунов. М.: Изд. Московского университета. - 1976. - 232с.

90. Уманский Я.С. Рентгенография металлов / Я.С. Уманский. М.: Металлургия. - 1976. - 235с.

91. Паспорт дериватографической системы Ф. Паулик, Й. Паулик, Л. Эрдеи. Теоретические основы. Будапешт: Венгерский оптический завод. - 1974.- 146с.

92. Берг Л.Г. Введение в термографию / Л.Г. Берг Л.Г. М.: Наука. - 1969 -395с.

93. Термический анализ минералов и горных пород / В.П. Иванова и др.. -Л.: Недра.- 1974.-399с.

94. Романенко Ю.Е. Металлургическая оценка марганцевых руд Западносибирского региона / Инновационные технологии и экономика в машиностроение: Тр. Межд. Науч.-практ. Конференции. Томск: Изд. Томского политехнического университета, 2010. - С. 225 - 229.

95. Романенко Ю.Е. Исследование температуры размягчения марганцевых руд Западно-Сибирского региона / Ю.Е. Романенко // Известия Вуз. 4M, 2010.- № 10.-С. 23-25.

96. Glasser F.P.: Amer. J. Sei., 225 (1957). p. 405.

97. Романенко Ю.Е., Рожихина И.Д Исследование электросопротивления марганцевых руд / Доклады (материалы) 16-й Международная научно-практическая конференция «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири», Томск: САН ВШ; В-Спектр, 2010. с.ЗЗ - 37

98. Рожихина И.Д., Романенко Ю.Е. Металлургическая оценка марганцевых руд / Сборник докладов Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения», Новокузнецк, 2008. С. 52 - 55.

99. Романенко Ю.Е., Рожихина И.Д. Исследование металлургической ценности марганцевых руд месторождения Западной Сибири / Научное наследие И.П. Бардина" труды Всероссийской научно-технической конференции, Новокузнецк. 2008. С. 18 - 22.

100. Ю7.Гельд П.В. Процессы высокотемпературного восстановления / Гельд П.В , О.А. Есин. Свердловск: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, - 1957. - 357 с.

101. Исследование восстановления закиси марганца углеродом / Н.Ф Якушевич и др. // Сб. Производство стали и ферросплавов 1969. - Вып. -№6. С. 3 -11.

102. Якушевич Н.Ф. Активность закиси марганца в системе закись марганца -кремнезем / Н.Ф. Якушевич, Н.В. Толстогузов // Сб. Производство стали и ферросплавов 1969. - Вып. -№6. С. 12 - 16.

103. Гасик М.И. Марганец / М.И. Гасик. М.: Металлургия, 1992 608с.

104. Романенко Ю.Е., Рожихина И.Д. Оценка металлургических характеристик марганцевых руд / Труды Всероссийской научно-практическая конференции «Металлургия: технологии, управление, инновации, качество», Новокузнецк, 2010.-С. 77-83.

105. Оценка ресурсного потенциала марганцевых руд высокого качества в западной части Алтае-Саянской складчатой области: геологический отчет / ФГУГП «Запсибгеолсъемка»; исполн. В.М. Шкрабань. Елань, 2008. - 20 с. -№ГР 1-05-102/1.

106. Исследование физико-химических свойств смесей восстановителей для выплавки ферросплавов / Страхов В.М. и др.. // Сб. «Совершенствование производства ферросилиция на кузнецком заводе ферросплавов» №2. -Новокузнецк - 1969. С. 74 - 81.

107. Угли СССР: Справочник. Изд. 2-е, перераб. и доп. / И.А. Ульянов и др. -М.: Недра, 1975.-308 с.

108. Еремин И.В. Марочный состав углей и их рациональное использование / И.В. Еремин, Т.М. Броновец // Справочник/ М.: Недра, 1994. - 254с.

109. Рощин В.Е. Диффузия ионов и катионов в кристаллических решетках оксидов при восстановлении и окислении металлов / В.Е. Рощин, A.B. Рощин // Металлы, 2003. №1. - с. 3 - 9.

110. Исследование механизма бесконтактного переноса углерода при восстановлении марганцевых руд / Н.Е. Хисамутдинов и др. // Известия Вуз. 4M. 2008. - №1. С. 35 - 39.

111. Исследование восстановления хромита железа углеродом / A.B. Сенин и др. // Сталь. 2004. - №11. - с.41 - 45.

112. Богатое семейство углеродных материалов. Режим доступа: http://www.nanometer.ru/2Q08/12/21/grafit 54995.html . - 21.12.2008 г.

113. Общая органическая химия, Т1. Стереохимия, углеводороды, галогенсо-держащие соединения / пер. с англ. Л.Я. Яновский, под. ред. Н.К. Кочетко-ва. Москва: Химия. - 1981. - С.282.

114. Куликов И.С. Термодинамика оксидов: Справочник / И.С. Куликов. М.: Металлургия, 1986. - 342 с.

115. Влияние вида восстановителя на показатели получения ферросиликомар-ганца / В.Н. Карнаухов и др. Сб. «Ферросплавы: теория и технология производства. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2001. - С. 138 - 144.

116. Оптимизация технологических процессов путем применения альтернативных восстановителей: отчет научно-исследовательской работы / ГОУ ВПО «СибГИУ»; исполн. Романенко Ю.Е., Лазаревский П.П. Новокузнецк, 2010. - 55 с. - №ГР 01201151314.

117. Гаврилов В.А. Силикотермия марганца /В.А. Гаврилов, М.И. Гасик Днепропетровск: Системные технологии, 2001. - 512с.

118. ГОСТ 4756 91 (ИСО 5447 - 80). Ферросиликомарганец. Технические требования и условия поставки. - Введ. 01.01.93. - М.: Издательство стандартов, 1992. -7 с.

119. Гасик М.И. Теория и технология производства ферросплавов / М.И. Гасик, Н.П. Лякишев, Б.И. Емлин М.: Металлургия, 1988. - 783с.;

120. Рожихина И.Д., Романенко Ю.Е. Исследование технологических параметров выплавки силикомарганца / Сборник докладов 66-научно-технической конференции участников молодежного научно-инновационного конкурса, Магнитогорск, 2008. С. 36 - 41.

121. Рожихина И.Д. Теория и технология производства ферросплавов: уч. пособие 41. / И.Д. Рожихина, О.И. Нохрина // Новокузнецк. СибГИУ. - 2006. -С. 258.

Похожие работы

Металлургия
05.16.00