В статье представлены результаты промышленной апробации инновационной технологии стабилизации шлаков рафинированного феррохрома, основанной на целенаправленном управлении их химическим составом за счёт регулирования основности системы CaO/SiO₂. Актуальность исследования обусловлена проблемой самопроизвольного распада шлаков при охлаждении, связанной с образованием неустойчивой модификации двухкальциевого силиката, что ограничивает возможности их последующего использования и создаёт экологические и технологические риски. В отличие от традиционных методов химической стабилизации, основанных на введении борсодержащих добавок, в работе предложен физико-химический способ стабилизации, реализуемый путём внепечного введения керамзита в струю жидкого шлака через труботечку в процессе выпуска. Такой подход позволяет оперативно корректировать соотношение оксидов кальция и кремния непосредственно на стадии формирования шлаковой фазы без вмешательства в основной ход плавки. Экспериментально установлено, что введение керамзита обеспечивает снижение основности до уровня менее 1,4, что предотвращает образование термодинамически и структурно неустойчивого двухкальциевого силиката и способствует формированию стабильной силикатной матрицы. Полученный шлак характеризуется высокой структурной устойчивостью, отсутствием признаков самораспада и сохранением кусковой формы после охлаждения. Промышленные испытания подтвердили технологическую реализуемость предложенного решения, отсутствие негативного влияния на металлургический процесс и возможность получения товарного продукта, пригодного для применения в строительной индустрии. Полученные результаты демонстрируют перспективность управления химическим составом как эффективного инструмента стабилизации шлаков рафинированного феррохрома и основу для внедрения ресурсосберегающих и экологически ориентированных технологий.

ДОСЖАНОВ К.К.

Мастер технолог цеха №4, Актюбинский завод ферросплавов, г. Актобе, Казахстан

E-mail: kuanyshdoszhanov84@gmail.com, https://orcid.org/0009-0001-3625-9423

1. Smith J., Johnson A., Brown K. Environmental aspects of ferroalloy production // Journal of Environmental Metallurgy. – 2020. – Vol. 12, No. 3. – P. 145–158.
2. Johnson A., Smith J., Williams C., Davis M. Slag management in ferrous metallurgy // Metallurgical Processes. – 2019. – Vol. 8, No. 2. – P. 89–101.
3. Taylor H. F. W. Cement chemistry. – 2nd ed. – London : Thomas Telford, 1997. – 459 p.
4. ASTM International. Standard specification for concrete aggregates. – ASTM C33/C33M-22. – West Conshohocken : ASTM International, 2022. – 12 p.
5. Zhang G., Li W., Wang Y., Liu S. Boron stabilization of steel slags // Journal of Materials Processing Technology. – 2019. – Vol. 266. – P. 45–53.
6. European Slag Association. Properties and uses of iron and steel slags. – Brussels : EUROSLAG, 2020. – 78 p.
7. Li Y., Wang K., Schmidt A., Rodriguez D. Long-term stability of B₂O₃-stabilized slags // Construction and Building Materials. – 2021. – Vol. 289. – P. 123–131.
8. Patel R., O'Connor B., Lee S., Fischer J. Metastable phases in stabilized slags // Journal of Non-Crystalline Solids. – 2022. – Vol. 584. – P. 121–129.
9. World Health Organization. Boron in drinking-water. – Geneva : WHO Press, 2021. – 52 p.
10. Tossavainen M., Engström F., Yang Q., Larsson M. Chemical stability of steelmaking slags // Ironmaking & Steelmaking. – 2019. – Vol. 46, No. 5. – P. 421–430.
11. Das B., Prakash S., Reddy P. S., Misra V. N. An overview of utilization of slag from ferrous industries // Resources, Conservation and Recycling. – 2020. – Vol. 158. – P. 104–112.
12. Jak E., Degterov S., Hayes P. C., Pelton A. D. Thermodynamic modeling of slag systems // International Journal of Materials Research. – 2007. – Vol. 98, No. 10. – P. 847–854.
13. Rashid A., Verma N., Khan S., Ostrovski O. Use of expanded clay as a silicate source in metallurgy // Journal of Sustainable Metallurgy. – 2020. – Vol. 6, No. 4. – P. 612–625.
14. Жуков Ю. Н. Технология и оборудование ферросплавных печей. – М. : Металлургия, 2018. – 300 с.

шлак феррохрома, стабилизация, распад шлака, основность, керамзит, двухкальциевый силикат, внепечная обработка