Министерство образования и науки Республики Казахстан
Карагандинский Государственный Индустриальный Университет
УДК 669.15-198 На правах рукописи
Копабаев ануар сабыржанович Исследование возможности выплавки кальцийсодержащих сплавов их отвальных марганцевых шлаков и высокозольных углей
6М070900 – Металлургия
Магистерская диссертация на соискание академической степени
магистра металлургии (см. ГOСO)
Научный руководитель: кандидат технических наук
Байсанов А.С.
Научный консультант:
доктор технический наук,
профессор Нурумгалиев А.Х.
Республика Казахстан
Темиртау, 2014
АННОТАЦИЯ
В диссертационной работе исследована возможность вовлечения в металлургический передел, шлаков марганцевых сплавов и высокозольных углей, которые в настоящее время используются в малом количестве для выплавки комплексного сплава алюмосиликомарганца с кальцием (сплава КАМС), одностадийным карботермическим способом.
Установлены особенности фазовых превращений и поведения при термическом нагреве высокозольных углей и марганцевых шлаков с использованием дериватографа и рентгеновского дифрактометра. В результате термодинамических исследований системы Al-Si-Ca-Mn-O-C с использованием программного комплекса «АСТРА-4» установлена термодинамическая возможность получения алюмосиликомарганца с кальцием и механизм совместного карботермического восстановления Al, Si, Ca и Mn твердым углеродом.
Приведены результаты крупно-лабораторных испытаний на рудно-термической печи с мощностью трансформатора 200 кВА по выплавке нового вида комплексного кальцийсодержащего сплава - сплава КАМС из высокозольных углей Сарыадырского месторождения и отвальных шлаков рафинированного ферромарганца, относящихся к техногенным отходам. В крупно-лабораторных условиях установлена принципиальная возможность получения сплава КАМС одностадийным карботермическим бесшлаковым способом.
Проведен термодинамически-диаграммный анализ четырех-компонентной системы Al-Si-Ca-Mn с учетом конгруэнтных соединений.
На основе крупно-лабораторного испытания полученный металл характеризуется следующим химическим составом: 11-17% Mn; 31-43% Si; 25-31% Al; 5-10% Ca; 12-23% Fe и 0,019-0,024% P. При охлаждении сплав КАМС не подвергается к саморассыпанию. Себестоимость комплексного сплава КАМС по фактическим показателям, полученным при выплавке в крупно-лабораторных условиях, составил 1900-2000 $.
На основе полученных теоретических и экспериментальных данных разработана ресурсосберегающая технология выплавки комплексного сплава КАМС из отвальных марганцевых шлаков и высокозольных углей. Отличительной чертой разрабатываемой технологии является, что процесс идет без накопления конечного шлака, т.е. экологический чистый и практически безотходна.
АНДАТПА
SUMMARY