Разработка технологии выплавки ферросиликомарганца из окомкованного высококремнистого марганцевого сырья

• Автор: Толымбекова, Лязат Байгабыловна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 114 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 Минерально-сырьевая база марганца и подготовка марганцевых
руд к металлургическому переделу
1.1 Состав и мировые запасы марганцевых руд
1.2 Состав и запасы марганцевых руд Казахстана
1.3 Подготовка марганцевых руд к металлургическому переделу
1.4. Особенности металлургической переработки марганцевых руд
Казахстана
1.5 Постановка задач исследования
2 Исследование термических превращений, физико-механических и
физико-химических свойств в марганцевых рудах месторождения «Западный Камыс» и шихтах для выплавки ферросиликомарганца
2.1 Дифференциально-термический анализ фазовых превращений в марганцевых рудах и шихтах для выплавки ферросиликомарганца
при непрерывном нагреве
2.2 Определение кинетических параметров фазовых превращений в
марганцевых рудах месторождения «Западный Камыс» методом неизотермической кинетики
2.3 Исследование физико-механических и физико-химических свойств
марганцевой руды месторождения «Западный Камыс»
2.3.1 Электросопротивление и термопластические характеристики
марганцевой руды
2.3.2 Оценка плотности и пористости руд
Выводы
3 Разработка и опытно-промышленные испытания технологии производства безобжиговых окатышей из мелочи марганцевых руд

месторождения «Западный Камыс»
3.1 Разработка технологии производства марганцевых окатышей
3.2 Отработка и опытно-промышленные испытания технологии
производства марганцевых окатышей с применением
керамзитовой глины и коксика
Выводы
4 Выплавка ферросиликомарганца с применением марганцевых
окатышей
4.1 Исследование физико-химических характеристик борлинских
каменных углей
4.1.1 Исследование физико-механические характеристики
углей
4.1.2 Удельное электросопротивление углей
4.1.3 Исследование термической прочности углей
4.2 Исследования по разработке технологических параметров
выплавки ферросиликомарганца с использованием марганцевых окатышей и борлинских каменных углей
4.3 Промышленные испытания технологии выплавки ферросиликомарганца с использованием марганцевых окатышей и
борлинских каменных углей
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Существует тесная связь между объемом производства ферросплавов и выплавкой стали. Наблюдаемый рост потребления высококачественной легированной стали сопровождается увеличением спроса на ферросплавы, особенно на сплавы марганца. Марганец является наиболее распространенным легирующим элементом. Около 95% его производится в виде ферросплавов и используется при выплавке стали. В условиях дефицита кускового качественного сырья для стабильной работы ферросплавных заводов вопросы обеспеченности их надежной сырьевой базой становятся первостепенными. В решении этого вопроса особую актуальность приобретает вовлечение в производство некондиционной по фракционному составу мелочи марганцевых руд, которая образуется на стадии добычи, транспортировки и обогащения. Особенно это характерно для высококремнистых окисленных руд, таких, например, как марганцевые руды месторождения «Западный Камыс», которые имеют низкую прочность и составляют основную массу добываемых на сегодняшний день руд Казахстана. В этой связи поиск и разработка рациональных способов окускования и металлургической переработки таких руд являются актуальными.
Цель работы. Разработка рациональных технологий окомкования мелочи марганцевой высококремнистой руды месторождения «Западный Камыс» и выплавки ферросиликомарганца с использованием марганцевых окатышей.
Задачи исследований:
- исследование физико-химических, физико-механических и электрических свойств исходного сырья;
- разработка технологии окомкования мелочи марганцевых руд класса 0-5 мм с использованием связующего материала и восстановителя без предварительного доизмельчения;
разработка технологии производства ферросиликомарганца с использованием марганцевых окатышей.

2.2 Определение кинетических параметров фазовых превращений в марганцевых рудах месторождения «Западный Камыс» методом неизотермической кинетики
Одной из сложных задач химической кинетики является расчет энергии активации. Подобные исследования весьма трудоемки и требуют высокой точности эксперимента. В последнее время для этих целей все шире применяют косвенные методы. В частности, для исследования кинетики восстановления используют термогравиметрический метод, осуществляемый в неизотермических условиях [74-77]. Основным преимуществом неизотермического метода (в сравнении с изотермическим) является то, что для расчета кинетических параметров необходимо гораздо меньше экспериментальных данных и кинетические параметры можно рассчитывать непосредственно для всего температурного интервала.
Как известно [75], общим подходом к задаче определения кинетических параметров является решение системы двух уравнений, связывающих константу скорости реакций к с температурой Т и скорость реакции V со степенью превращения а:
к = А- ехр(— Еаюп /RT) (2Л)
V = kf(a), (2.2)
где Еакт - энергия активации процесса; А - предэкспоненциальный множитель, не зависящий от температуры в небольшом температурном интервале; R - газовая постоянная.
Для случая разложения твердых веществ скорость процесса выражается уравнением V = к{-а)" , где п - порядок реакции. Энергия активации Еакт определяется по тангенсу угла наклона зависимости lg£ = /(1/Т) , полученной логарифмированием уравнения Аррениуса (2.1). Для определения константы скорости реакции к необходимо провести серию экспериментов при различных