В данной работе представлены результаты научных исследований, направленных на разработку технологии производства высокоуглеродистого феррохрома с использованием нового восстановителя – высокозольного каменного угля месторождения Сарыадыр. Для оценки карботермического восстановления хрома, железа и кремния был применён метод полного термодинамического моделирования (ПТМ) металлургических процессов, реализованный с помощью программного комплекса HSC Chemistry 10.0 в температурном диапазоне 600 - 2800 К. Термодинамический анализ показал, что применение высокозольного угля в процессе выплавки углеродистого феррохрома не вызывает значительных технологических отклонений. Процесс восстановления хрома и железа протекает стабильно, обеспечивая практически полное их восстановление в металлическую фазу. Дополнительно было проведено исследование состава золы угля, которое показало, что высокая концентрация оксидов кремния и алюминия позволяет частично или полностью заменить кварцит в шихтовой смеси, что способствует снижению себестоимости производства.

На основе полученных термодинамических данных были проведены экспериментальные исследования в лабораторной высокотемпературной печи Таммана, предназначенной для моделирования металлургических процессов. В ходе лабораторных испытаний получены опытные образцы углеродистого феррохрома, соответствующего марке ФХ800, что подтверждает возможность практического использования высокозольного угля Сарыадыр в промышленном производстве.

АБЫЛАЕВ Т.

магистрант ОП 7М07203-Металлургия, Актюбинский региональный университет им. К. Жубанова, г. Актобе, Казахстан

E-mail: tol1bay@inbox.ru, https://orcid.org/0009-0005-4035-3817

КЕЛАМАНОВ Б.С.

кандидат технических наук, ассоциированный профессор, Актюбинский региональный университет им. К. Жубанова, г. Актобе, Казахстан

E-mail: kelamanov-b@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-7646-9153

ҚУАТБАЙ Е.Қ.

PhD, доцент кафедры «Металлургия и материаловедение», Карагандинский индустриальный университет, г. Темиртау, Казахстан

E-mail: kazakh_84@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-8400-3537

АБДИРАШИТ А.М.

PhD, преподаватель кафедры «Металлургия и горное дело», Актюбинский региональный университет им. К. Жубанова, г. Актобе, Казахстан

Е-mail: abdirashit.assylbek@gmail.com, https://orcid.org/0000-0003-0718-3041

1. Scientific Group Thermodata Europe 2017 [Электронный ресурс] – URL: https://www.factsage.com/. свободный. – Загл. с экрана. (дата обращения 04.06.2022)
2. Махамбетов Е.Н., Тимирбаева Н.Р., Байсанов А.С. и др. Термодинамический анализ восстановительных процессов выплавки ферросплавов из техногенных отходов угольной и металлургической промышленности // Труды конгресса «Фундаментальные исследования и прикладные разработки процессов переработки и утилизации техногенных образований. ТЕХНОГЕН-2019». – Екатеринбург, 2019. – С. 288-290.
3. Трусов В.Г. Астра. Моделирование химических и фазовых равновесий при высоких температурах: руководство по эксплуатации. – М.: Наука, 1989. – 31 с.
4. Моисеев Г.К., Трусов Б.Г. Термодинамическое моделирование в высокотемпературных неогранических системах: программный комплекс АСТРА-3. – Свердловск: УрГУ, 1989. – 51 с.
5. Синяров Г.Б., Ватолин Н.А., Трусов Б.Г., Моисеев Г.К. Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов. – М.: Наука, 1982. – 264 с.
6. Трусов Б.Г., Ватолин Н.А. Метод, универсальный алгоритм и программа термодинамического расчета многокомпонентных гетерогенных систем // Труды МВТУ. – 1978. – № 268. – С. 113-116.
7. Чернобровин В.П. Физико-химические основы технологии выплавки углеродистого феррохрома из Уральского региона: дис. ... док. техн. наук: 05.16.02. – Челябинск, 2005. – 477 с.
8. Самуратов Е.К., Абиков С.Б., Акуов А.М. и др. Полный термодинамический анализ фазовых равновесий при плавке ферромарганца // American Scientific journal. – 2017. – № 15. – С. 13-17.

высокоуглеродистый феррохром , высокозольный уголь, карботермическое восстановление, термодинамическое моделирование, печь Таммана