This paper presents the results of scientific research aimed at developing a technology for the production of high–carbon ferrochrome using a new reducing agent - high-ash coal from the Saryadyr deposit. To evaluate the carbothermic reduction of chromium, iron, and silicon, the method of complete thermodynamic modeling (PTM) of metallurgical processes was used, implemented using the HSC Chemistry 10.0 software package in the temperature range of 600-2800 K. Thermodynamic analysis has shown that the use of high-ash coal in the smelting of carbonaceous ferrochrome does not cause significant technological deviations. The process of chromium and iron reduction proceeds stably, ensuring their almost complete restoration to the metallic phase. Additionally, a study was conducted on the composition of coal ash, which showed that a high concentration of silicon and aluminum oxides allows partially or completely replacing quartzite in the charge mixture, which helps reduce production costs.

Based on the thermodynamic data obtained, experimental studies were conducted in a laboratory high-temperature Tamman furnace designed to simulate metallurgical processes. During laboratory tests, prototypes of carbonaceous ferrochrome corresponding to the FH800 brand were obtained, which confirms the possibility of practical use of high-ash Saryadyr coal in industrial production.

ABYLAYEV T.

master's student of the educational program 7M07203-Metallurgy, Aktobe Regional University named after K. Zhubanov, Aktobe, Kazakhstan

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

KELAMANOV B.S.

candidate of technical sciences, associate professor, Aktobe Regional University named after K. Zhubanov, Aktobe, Kazakhstan

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

KUATBAY E.K.

PhD, associate professor of the department of «Metallurgy and Materials Science», Karaganda Industrial University, Temirtau, Kazakhstan

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

ABDIRASHIT A.M.

PhD, lecturer of the department of «Metallurgy and Mining», Aktobe Regional University named after K. Zhubanov, Aktobe, Kazakhstan

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.

High-carbon ferrochrome, high-ash coal, carbothermic reduction, thermodynamic modeling, Tammann furnace