AP22683270 – «Разработка технологии выплавки марганцевых ферросплавов с использованием некондиционного железомарганецсодержащего сырья»

Исследование решает проблему переработки некондиционного железомарганцевого сырья и углеродистых отходов.

Выбранное направление позволяет решить проблему утилизации отходов углеродистого и кремнеземного сырья, а также получить показатели плавления ферросплавов на значительно лучшем уровне, чем при использовании традиционных дорогостоящих углеродных восстановителей.

Помимо использования нетребовательного к мелким фракциям углеродистого и кремнеземного сырья, данное направление позволяет дополнительно решить следующие задачи:

— улучшение качественных характеристик выпускаемой продукции;

— повышение технико-экономических показателей производства кремниевых ферросплавов за счет оптимизации состава шихтовых материалов.

В случае Республики Казахстан предпосылками для разработки проекта являются относительно невысокие технологические показатели выплавки сплавов ферросилиция и ферросиликомарганца с использованием традиционных типов углеродных восстановителей.

В качестве раскислителя углерода рекомендуется использовать углеродные композиционные материалы, изготовленные из кокса, полукокса и малозольных углей с добавками активных кремнийсодержащих материалов. При этом имеется возможность повысить удельное электрическое сопротивление смеси шихтовых материалов, мощность электропечей, скорость восстановления кремния и технико-экономические показатели плавки.

1) Ахметов Бегзат Айткенович – магистр технических наук, научный сотрудник Департамента науки и инноваций, руководитель проекта.

2) Нурумгалиев Асылбек Хабадашевич – доктор технический наук, профессор кафедры «Металлургия и материаловедение», отечественный научный консультант.

Scopus ID: 10042501900

Researcher ID: AAF-9195-2021

https://orcid.org/0000-0002-8782-9975

По итогам реализации научных и (или) научно-технического проекта, будет опубликовано 2 (две) статьи в рецензируемых научных изданиях по научному направлению проекта, индексируемых в Science Citation Index Expanded базы Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 50 (пятьдесят) и 1 (одна) статьи в отечественном издании в области металлургии, рекомендованном КОКНВО или равных им изданиях;

По результатам научных исследований опубликование монографий, книг и (или) глав в книгах зарубежных и (или) казахстанских издательств не рассматриваются;

Возможности патентования полученных результатов в патентных бюро в казахстанском или евразийском патентном бюро не рассматриваются;

Разработка научно-технической, конструкторской документации по результатам научных исследований не предусмотрена;

Результаты научных исследований имеют перспективы, будут в дальнейшем подаваться в научные проекты грантового финансирования, и в перспективе будут предлагаться для внедрения на отечественных ферросплавных заводах. Основные результаты работы будут опубликованы на международных конференциях, а также в рецензируемых зарубежных или отечественных изданиях рекомендованном КОКНВО в области металлургии, и поэтому будут иметь доступность для сообщества ученных;

Целевыми потребителями полученных результатов могут быть ферросплавные заводы Казахстана (АО «ТНК «Казхром», ТОО «Темиртауский металлургический завод», ТОО «KSP Steel» и т.д.), ближнего и дальнего зарубежья, а также заинтересованные компании углеперерабатывающей отрасли.

Исследования обладают совершенной новизной и перспективностью в плане повышения технико-экономических показателей выплавки марганецсодержащих ферросплавов. При этом будет решаться проблема использования некондиционных железомарганцевого сырья, а также утилизации отходов углеродистого сырья.

Применимость и коммерциализация научных результатов будет на достаточно высоком уровне. Разработанная технология выплавки марганецсодержащих ферросплавов с использованием брикетов будет пользоваться определенным интересом у ферросплавных заводов и предприятий.

Ожидаемый экономический эффект при применении разработанной технологии в ферросплавной промышленности будет состоять в снижении себестоимости продукции при одновременном повышении производительности электропечей. Снижение себестоимости продукции будет происходить за счет использование брикетов из некондиционных железомарганецсодержащего сырья. Повышение производительности будет являться следствием повышения мощности электропечей за счет требуемых электрофизических свойств брикетов.

Экологический эффект при реализации научного проекта и внедрения разработанных технологий в промышленности будет состоять в применение некондиционных (техногенных) железомарганецсодержащих материалов их вовлечения в металлургический передел. Соответственно, снизится экологическая нагрузка на горнодобывающих предприятии и близлежащих территориях.

В научно-техническом плане будет наработана научная база по использованию и изготовлению брикетов. Научно-техническая эффективность научного проекта соответствует национальному проекту «Технологический рывок за счет цифровизации, науки и инноваций» и направлена на развитие горноперерабатывающих, углеперерабатывающих и ферросплавных предприятий Республики Казахстан.

При использовании разработанных технологий выплавки марганецсодержащих ферросплавов с использованием опытных брикетов мультипликативный эффект будет состоять не только в увеличении мощности электропечных установок, но и ожидается повышение извлечения ведущих элементов и соответственно повышение качественных характеристик выплавляемой продукции.

Возможность запуска новых предприятий, которые будут осуществлять переработку железомарганецсодержащего сырья, относящиеся к некондиционным (техногенным) отходам создаст социальный и экономический эффект.

В реализации проекта будет использован новый программный комплекс для термодинамического моделирования технологических процессов, что значительно будет сокращать количество экспериментов, необходимых для разработки технологий выплавки марганецсодержащих ферросплавов.

Термодинамическое моделирование позволит сделать прогноз качественных и количественных показателей протекания восстановительных реакций, распределения элементов по металлургическим фазам в высокотемпературных условиях выплавки марганецсодержащих ферросплавов, а также сократить трудоемкие эксперименты с решением важных технологических задач на основе использования новых программных комплексов с расширенной базой данных.