Металургійні властивості хромітових руд Побужжя і розробка раціональних режимів отримання високовуглецевого ферохрому

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ

УДК 669.168.001.8

Металургійні властивості хромітових руд ПОБУЖжя і розробка раціональних режимів отримання високовуглецевого феррохрому

Спеціальність 05.16.02 “Металургія чорних металів”

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

ГРІНШПУНТ ВАДИМ ОЛЕКСАНДРОВИЧ

Дніпропетровськ - 2006

Дисертацією є рукописом.

Робота виконана в Національній металургійній академії України Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник

доктор технічних наук, професор

КАМКІНА Людмила Володимирівна,

Національна металургійна академія України,

завідувач кафедрою теорії металургійних

процесів і фізичної хімії

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Рабиновіч Олександр Вольфовіч, завідуючий кафедрою металургії кольорових металів Національної металургійної академії України, (м.Дніпропетровськ);

кандидат технічних наук Сиваченко Віктор Михайлович, завідуючий лабораторією виробництва феросплавів Українського науково-дослідного інституту спеціальних сталей, сплавів і феросплавів (м. Запоріжжя).

Провідна установа: Інститут чорної металургії НАН України ім. акад. З.І. Некрасова (м.Дніпропетровськ).

Захист відбудеться “23” травня 2006 р. о 1230 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.084.03 Національної металургійної академії України за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, пр. Гагаріна, 4.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національної металургійної академії України, 49600, м.. Дніпропетровськ, пр. Гагаріна, 4.

Автореферат розісланий 17. 04. 2006 р.

В. об. вченого секретаря

Спеціалізованої вченої

ради Д 08.084.03, д.т.н., проф.Иващенко В.П.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи.

Останніми роками вуглецевий ферохром знаходить широке застосування при виплавці легованих сталей, що викликає необхідність розвитку на Україні виробництва хромових феросплавів на базі використовування вітчизняної сировини. Прояви рудоносності хромітів на Україні були виявлені ще в 50-х роках минулого століття. Проте, через відносно малу продуктивність рудних тіл і за наявності хромітів Казахстану і Західного Уралу, геологорозвідувальні роботи мали обмежений характер. Знайдені прояви хромітів в середньому Побужжі оцінювалися як малоперспективні. Попередні дослідження кернових проб показали, що по хімічному і мінералогічному складах, текстурі рудних тіл хроміти Побужжя не відповідали діючим в ті роки кондиціям на хромові руди і концентрати. З часом, через збільшену потребу в хромітах, в світовій практиці переглянуті нормативні документи як на власне хроміти, так і на хромові феросплави у напрямі зниження вмісту Cr2O3 в рудах, концентратах і хрому в хромових феросплавах.

Актуальність і необхідність всебічногоо вивчення хромітів Побужжя і оцінка їх металургійних властивостей обумовлена потребами України у власній хромітовій сировині. Розвідані нині їх запаси можуть розглядатися як сировинна база на найближчі 40-50 років.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Актуальність постановки і необхідність виконання дисертаційної роботи підтверджується тим, що одержані результати теоретичних і експериментальних досліджень реалізовані здобувачем відповідно до виконання Державної програми розвитку гірничо-металургійного комплексу України до 2010 року, Державної програми енергозбереження в чорній і кольоровій металургії і програми Міністерства освіти України, а також в рамках виконання науково-дослідних робіт по координаційних планах міністерства промислової політики України, галузевих інститутів і тематичним планам Національної металургійної академії України (тема Г006F15212 № держ. реєстрації 0103U003214 “Фундаментальні дослідження взаємодій у складних оксидно-металевих системах та створення новітніх технологій одержання сплавів та матеріалів на основі раціонального використання сировинної бази України, поліметалічних конкрецій та техногенних відходів”)

Мета і задачі дослідження

Метою роботи є теоретичне обгрунтування, експериментальні дослідження і розробка технологічних рекомендацій по використанні вітчизняної сировини при виплавці високовуглецевого ферохрому. Відповідно до цього були визначені задачі дослідження:

- провести термодинамічний аналіз основних реакцій, що відбуваються при відновленні хромітових руд Побужжя при одержанні вуглецевого ферохрому;

- виконати експериментальне дослідження, аналіз і теоретичне узагальнення результатів дослідження кристалохімічних особливостей хромітових руд Побужжя;

- експериментально вивчити вплив речовинного і гранулометричного складу шихти на кінетику відновлення хромітових руд Побужья;

- експериментально дослідити перетворення, що відбуваються при вуглецево термічному відновленні хромітових руд Побужжя;

- розробити технологічні рекомендації по отриманню високовуглецевого ферохрому з використанням хромітових руд Побужжя.

Об'єкт дослідження

Металургійні властивості хромітових руд і концентратів Побузьського родовища.

Предмет дослідження

Вплив різних технологічних чинників на показники вуглецевотермічного відновлення хромітових руд Побужжя з метою отримання високовуглецевого феррохрому.

Методи дослідження

При виконанні роботи використовували методи фізико-хімічного моделювання, математичної статистики, експериментальні методи дослідження кінетики відновних процесів на високотемпературній установці, методи хімічного, мінералогічного, рентгеноспектрального і петрографічного аналізів.

Наукова новизна одержаних результатів

Наукова новизна пов'язана з отриманням нових результатів, які дозволили вирішити важливу для феросплавної промисловості України задачу - використання вітчизняної хромітової сировини для виплавки високовуглецевого феррохрому.

1. Вперше виконано аналіз структурних і петрографічних складових вітчизняних хромітових руд і показано, що природні шпінелі хроммістячої серії (хромшпінеліди) є твердими розчинами проміжного складу між пірохромітом і хромітом. При спектроскопічному дослідженні структурних характеристик шпінелі встановлено, що в спектрі поглинання смуга 7800-8000 см-1 характеризує іон Сr3+. Зерна хромшпінелідів зцементовані серпентином або залізистим цементітом. Компонентами порожньої породи в рудах є: тальк, хлорит, магнезит, кварц, гідрооксид заліза.

2. Одержала подальший розвиток оцінка впливу сорту руди, виду і кількості вуглецевого відновника на показники відновлення хроміта. Високі швидкості процесу досягаються при використовуванні як відновник деревного вугілля і при його кількості 5- 15% понад необхідне по кисню в початковій шихті, що може бути пов'язане з розвиненішою структурою деревного вугілля.

3. У роботі показано, що при одержанні вуглецевого феррохрому підготовка хромітів Побужжя до плавки пов'язана з брикетуванням шихти з отриманням монобрикета, що містить в необхідному співвідношенні всі компоненти шихти, що прискорює процес на 10-15% в порівнянні з неокомкованною шихтою. Встановлений позитивний факт впливу брикетування на показники відновлення має велике значення для подальшого використовування дисперсних (0,1-0,5мм) зерен хромітової руди.

4. Розвинені уявлення щодо механізму формування металу при виплавці високовуглецевого феррохрому. Термодинамічними розрахунками показано, що відновлення хрому з хроміту можливе після практично повного відновлення заліза. При експериментальному дослідженні кінетики процесу шляхом переривання досліду при досягненні наростаючих степенях відновлення, шляхом хімічних аналізів продуктів відновлення встановлено, що залізо і хром відновлюються одночасно, проте відновлення заліза переважає. До 1300°С відновлення хромітових руд, визначається структурно-текстурнимі особливостями, від яких залежить відносно вільне проникнення газу-відновника всередину шматків руди. Відновні процеси при цьому розвиваються виключно на поверхні рудних зерен. Починаючи з 1300°С, особливо з 1500°С, в суцільних і густовкрапленних рудах відбувається помітне спікання рудних зерен, найінтенсивніше в зовнішніх ділянках шматків руди. Значний вміст силікатної зв'язки в рудах робить сприятливий вплив на процес відновлення. Силікатна складова, утворюючи розплав, обумовлює розчинення хромшпінеліда і відновлення оксидів заліза і хрому вже з розплаву прямим шляхом.

Практичне значення одержаних результатів

У дисертації вирішені наступні практичні задачі:

- на підставі досліджень кінетики вуглецевотермічного відновлення хромітів Побужжя розроблені і видані рекомендації по забезпеченню раціональних режимів одержання високовуглецевого феррохрому, які сприяють підвищенню техніко-економічних показників і включають попереднє брикетування і сушку хромітової руди перед її подальшим відновленням в електропечі;

- в умовах ВАТ “ Побузьський феронікелевий комбінат” з використанням вітчизняної сировини розроблені і упроваджені технологічні рекомендації по отриманню високовуглецевого феррохрому. В порівнянні з існуючими технологіями виплавка вуглецевого феррохрома з використанням брикетів хромітової руди середнього Побужжя дозволила підвищити продуктивність печей на 6-9%, понизити питому витрату електроенергії на 6-8%. Реальний економічний ефект склав 84 000 грн.;

- ряд теоретичних положень, одержаних в ході виконання дисертаційної роботи по термодинаміці і кінетиці відновлювальних процесів хромітових руд Середнього Побужжя використовуються в навчальному НМетАУ в лекційних матеріалах і під час проведення практичних занять.

Особистий внесок дисертанта.

У дисертації узагальнені результати, одержані автором в ході виконання науково-дослідної роботи, виконаної в НМетАУ і при його безпосередній участі. Особистий внесок здобувача в роботах, приведених в авторефераті, полягає в наступному: складені плани експериментів і досліджені металургійні властивості хромітових руд Побужжя [1,2], досліджені кристалохімічні, структурні, петрографічні особливості і мінералогічний склад хромітових руд Побужжя [3-5], розроблені науково-обгрунтовані режими отримання вуглецевого феррохрому [6-9]. В проведенні лабораторних і промислових експериментів автору надавали допомоги співробітники кафедри теорії металургійних процесів і фізичної хімії, кафедри електрометалургії НМетАУ, співробітники ВАТ “Побузьський ферроникелівий комбінат”. Узагальнення результатів робот виконано автором самостійно.

Апробація результатів досліджень.

Основні наукові положення і практичні результати роботи доповідались і обговорені на п'яти міжнародних науково-практичних конференціях: Міжнародна науково-практична конференція “Теорія і практика електротермії феросплавів” (м.Никополь,1996г.), науково-технічна конференція “Електросталеплавильне виробництво України: стан і перспективи розвитку позапічного рафінування і модифікування сталі” (м.Дніпропетровськ, 1997), Міжнародна науково-практична конференція, присвячена 35-річчю ВАТ Никопольській завод феросплавів і 70-річчю Величко В.Ф. (м.Дніпропетровськ, 2001г.), Міжнародна науково-методична конференція “Проблеми математичного моделювання” (м.Дніпродзержинськ, 2002 р.), VI Miedzynarodowa Konferencja Naukowa “Nowe technologie i osiagniecia w metalurgii i inzynierii materialowej, (Ченстохов, Польща, 2004 р.).

Публікації

Основні результати дисертаційної роботи опубліковані в: 4 статтях в спеціалізованих наукових журналах і збірках, 4 тезах доповідей на конференціях і патенті України.

Об'їм роботи.

Робота складається з вступу, п'яти глав і висновку, викладена на 170 сторінках машинописного тексту, включаючи 65 ілюстрацій, 17 таблиць, списку використаної літератури з 109 найменувань і додатку.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтована актуальність роботи, поставлені мета і задачі дослідження, сформульовані наукові положення, які виносяться на захист і їх практичне значення.

У першому розділі на підставі огляду науково-технічної літератури проведений аналіз сучасного стояння теорії і технології процесу виплавки високовуглецевого феррохрому. Розглянуті питання сортаменту високовуглецевого феррохрома, відновлення оксидів хрому і хромітов, конструкції електроферосплавних печей для виплавки високовуглецевого феррохрома, склад і властивості шихтових матеріалів, що використовуються, різні технологічні прийоми плавки, інтенсифікації процесу виплавки високовуглецевого феррохрома і основні напрями вдосконалення технології його виробництва.

У другому розділі приведені результати дослідження кристалографічних і мінералографічних особливостей хромітів родовища середнього Побужжя, яке розташоване в Голованівському районі Кіровоградської області. Середнє Побужжє є єдиним районом в Україні, де відомі родовища і рудопрояви хромітов. Всі вони пов'язані з комплексами ультраосновних порід і належать до групи магматичних утворень. Хроміти Побужжя представлені: масивними (Сr2O3 35%), вкрапленими (Сr2O3-16- 35%) і рідковкрапленими (Сr2O3 <15%) рудами. Вони утворюють жілообразні, лінзообразні, рідше - скалообразні тіла, потужністю від 0,1 до 8 метрів, рідко до 20-25 метрів. Простягання хромітових тіл співпадає з простяганням масивів. Падіння рудних тіл складає 70-85. Протяжність по простяганню досягає 200 м, по падінню вони просліджені на глибині до 300 м. По процентному співвідношенню переважають масивні руди (60%), на частку вкраплених і рідковкраплених припадає до 20%об'єму. Очікувані ресурси руд до глибини 600 м - 23 млн. тонн. Склад і запаси хромітів Капітанівського родовища представлені в таблиці 1.

Таблиця 1. Склад і запаси хромітів Капітанівського родовища

Мінімальний вміст оксиду хрому для оконтурювання балансових руд складає 41 % Сr22O3 і кремнезему до 9% (для руд, які не потребують збагачення) і 25% Сr2O3 (для вкраплених руд, що вимагають збагачення). Вміст шкідливих домішок невеликий і для різних типів руд змінюється в межах: S - 0,02-0,056%, P - 0,01-0,04%, що не перевищує допустимі вимоги для чорної металургії (S - 0,05%, P - 0,07%).

Для вивчення природи шпінелідов використовували кернові проби хромітових руд Капітанівського, Ліповеньковського і Ліповецького проявів. Дослідження складу шпінелідов виконані за допомогою мікрозондування на установці “СOMBAX”. Установка була забезпечена енергодисперсною системою “Link-860” для мікроаналізу. Частина зразків шпінелідов аналізувалася безпосередньо у відполірованих аншліфах і в прозорих шліфах. В окремих зразках хімічний склад вивчався по одиничних зернах, де шпінеліди зустрічалися у вигляді великих самостійних зерен або зростків з 2-3 зерен з добре вираженим елементарним кристаломорфологічним ограновуванням. Поверхня зразків напилювалася у вакуумі тонким шаром вуглецю (30-40мм). Склад шпінелідов визначався як середнє декількох вимірювань в 3-4 точках поверхні зразка.

Природні шпінеліди хроммістячої серії (хромшпінеліди) є твердими розчинами проміжного складу між пікрохромітом і хромітом і можуть бути виражені формулою Mg,Fe)O(Cr,Al,Fe)2O3. Шпінель складу FeOСr2O3 (власне хроміт) знайдена не була. Залежно від вмісту хрому і заліза забарвлення хромшпінелідов в тонких середовищах варіюється від бурих, червонувато-бурих, червоних до буро-зелених (оливкових) тонів різних відтінків і інтенсивності.

Аналіз спектроскопічних характеристик іонів в структурі шпінелі показав, що в спектрі поглинання смугу 7800-8000 см -1 можна з достатньою упевненістю віднести до іона Cr +3. Очевидно, що кількість іонів Cr+2 в досліджуваних зразках вельми незначна, оскільки в спектрах синтетичної шпінелі значно інтенсивніше іони Cr+3 навіть при відношенні Cr+2 /Cr +3 = 10/1. Іони Cr+2 знайдені тільки в тих зразках, де сумарний вміст хрому і заліза перевищує 2 од., де передбачається обмінна взаємодія Cr3+ - Fe2+. Цілком вірогідно, що саме така взаємодія сприяє частковому перерозподілу іонів хрому і заліза по структурних позиціях при зміні валентності по наступній схемі: Fe2+ + Cr3+ Fe3+ + Cr2+. Інтенсивність смуги Cr+2 корелюється із вмістом іонів Fe+3 , що побічно підтверджує реальність такої схеми. Крім того, переходу Cr+3+ Cr+2 крім кристалохімічних особливостей мантійних хромшпінеліів, очевидно, може сприяти високий тиск, оскільки дані хромшпінеліди знайдені в глибинних пробах.

Шпінеліди Побузьських хромітів можна умовно об'єднати в окремі групи. Це нізкохромістячі (15-20% Сr2O3), шпінеліди ряду шпінель - хромпікотіт з ксеноліту, мерцелітів в базальтах. В іншу групу можна визначити шпінеліди ряду шпінель - хромпікотіт - магнохроміт з лерцомітів і деякого іншого ксеноліту.

Вміст Сr2O3 в них досягає 50-55%, при чому підвищення кількості Сr2O3 в цих шпінелідах приблизно до 40% супроводжується і збільшенням сумарного заліза (FeO+Fe2O3). Проте подальше підвищення змісту Сr2O3 відбувається при відносно постійній концентрації сумарного заліза (в основному 10-18%). Можна, також, виділити групу, куди входять високохромові (більше 55% Сr2O3) шпінеліди з дунітов, гарцбурітов і верлітів, рудні хроміти, склади яких займають проміжне положення між хромпікотітамі і магнохромітамі.

Одним з показників якості хромітового сировини, що поступає для виробництва високовуглецевого феррохрому, разом із вмістом основного елементу (Сr2O3 ), є вміст сірки, який коливається від 0,02 до 0,056%. Головним сіркомістячим компонентом шихти високовуглецевого феррохрому є металургійний відновник. Проте, частка концентрації сірки в хромітових рудах впливає на якість цільового продукту, особливе при отриманні передільного феррохрома, орієнтованого на середньовуглецеві марки феррохрома (сірка < 0,04%). Проведені дослідження форм існування і концентрація сірки в мінеральних фазах хромітових руд показують, що основним “носієм” сірки є цементуюча порода. Підвищення частки останньої, а, отже, зниження частки хромшпінеліда, приводить до збільшення концентрації сірки і навпаки.

Мікрорентгеноспектральним аналізом на установці MS-46 фірми “САМЕСА” вивчено розподіл сірки в зразках хромітових руд. В хромшпінелідах досліджуваних руд сірка, в межах дозволеної здатності приладу, не знайдена. Скануванням цементуючої породи на площі 100х100 мкм встановлено, що сірка, головним чином, міститься в об'ємі цементуючої породи. Знайдені фази групуються в невеликі скупчення або існують розрізнено з чіткими різкими межами розділу неправильної геометрії. Розміри фаз коливаються від 0,1 до 15 мкм і містять сульфіди NiS і FeS .

Фосфор до складу шпінелідов не входить, а знаходиться тільки в прошарках фосфорного конгломерату, карбонату і галечнику. Причому, кількість його не залежить від концентрації окислу хрому і оксидів заліза, магнезії і глинозему, тому він може бути однаковим як в бідних, так і в багатих хромових рудах. Найбільша кількість фосфору буває у верхніх горизонтах, особливо в родовищах Ліповеньковського і Ліповецького проявів (до 0,05% і вище), а якнайменше - в родовищі Капітанівське (0,009-0,02%). У всіх родовищах із збільшенням глибини залягання рудних тіл відсоток фосфору в рудах зменшується. Між кількістю сірки і фосфору в хромових рудах по глибині залягання рудних тіл існує зворотна залежність.

Розподіл інших елементів між мінеральними фазами хромітових руд різних типів родовища Ліповеньковського східного прояву за даними сканування, представлено на малюнку 1.Змінення інтенсивності рентгенівського розсіяння між структурними складовими хромітової руди показує, що ділянки, що збагачені хромом, відрізняються вищими вмістами заліза, алюмінію, магнію. Ділянки, що не містять хрому, збагачені магнієм, кремнієм і містять деяку кількість заліза. Це дає підставу вважати, що в Побузьських хромітових рудах містяться мінеральні різновиди хромшпінелідов: (Mg, Fe)OСr2O3 - магнохроміт, (Mg, Fe)O(Сr, Al)2O3 - хромпікотіт, FeO(Сr, Al)2O3 - алюмохроміт. Зерна хромшпінелідов зцементовані серпентіном складу 3(Mg, Fe) O2 2SiO2 2H2O або залізистим цементитом. Компонентами порожньої породи в рудах є: тальк, хлорит, магнезит, кварц, гидрооксид заліза і ін. Можна вважати, що мінеральні складові зерен хромшпінелідов як бідних, так і багатих руд, однаковий. Вони різняться кількістю порожньої породи.

Аналіз кернових проб руд, узятих з глибини 50 м показує, що можно виділити наступні типи руд: бідні (Сr2O3 - 11,8 %, FeO - 6,9 %), середні (Сr2O3 - 25,1 %, FeO - 8,5 %) і багаті (Сr2O3 41,0%, FeO 21,5%).

Мал. 1 Розподіл інтенсивності характеристичного рентгенівського випромінювання елементів хрому, заліза і кремнію в зразках руд різного типа Побузьського родовища:

1 - рідковкраплені 2 - вкраплені 3 - масивні

У третьому розділі визначені кінетичні показники процесу вуглецевотермічного відновлення хромітових руд Побужжя при варіюванні ряду чинників.

Експериментальне дослідження кінетики відновлення хромітів проведено на установці, що забезпечує безперервну автоматичну синхронну реєстрацію зміни ваги досліджуваного зразка. Хімічний склад хроммістячих матеріалів приведений в табл. 2. Для порівняння показників відновлення руд Побужжя використовували руду Донського родовища, м. Актюбінськ. Шихта 1 представлена Актюбінською кусковою хромітової рудою, шихти 2 і 3- хромітові концентрати Побузьського родовища першого і другого сорту відповідно, шихта 4 - початкова незбагачена хромітова руда.

Як відновник в основній серії експериментів використовували графіт в кількості на 100% відновлення оксидів хрому і заліза і сплаву. Як флюс використовували технічно чистий оксид кремнію з розрахунку на його кінцевий вміст в шлаках 35%. Фракція насипних шихтових матеріалів складала - 0,5 мм. Досліди проводилися в графітних тіглях.

Таблиця 2 Хімічний склад хромітових руд і концентратів

Газоподібним продуктом відновлення хромітів був практично лише оксид вуглецю, і зареєстровані кількості виділеного СО (в перерахунку на масу) майже не відрізнялися від втрат ваги зразків і знаходилися в межах помилки експерименту. Найвищу швидкість мало, природно, відновлення в шихті 1 з найбільшим вмістом оксиду хрому і заліза.

До числа особливостей процесу слід віднести наявність в продуктах часткового відновлення у всіх досліджених шихтах утворення металлошлакової оболонки навкруги окремих зерен хромшпінелідов. Оксидні плівки з гладкою поверхнею розміром в декілька десятих часток міліметра спостерігалися у складі конденсованих продуктів взаємодії при використовуванні шихти 1, починаючи від температури 1200С, а в решті випадків - при ще вищих температурах.

При температурах взаємодії менше 1300С характерним була наявність в охолоджених зразках ніздрюватих пористих спеків грубо глобулярної форми. В зламі їх зустрічалося більше або менше число металевих глобулей, оточених оксидною масою. При температурах 1000-1400С, мабуть, реалізується твердофазне відновлення хромітової руди, а оболонка з металу і шлаку, що утворюється, утрудняє розвиток процесу відновлення углиб зерна хромшпінеліда і сполучає між собою зерна руди.

При температурах 1500-1600С, особливо у високохромових зразках шихт, спостерігалося практично завершена втрата ваги шихтової наважки з утворенням значної кількості металу і шлаку. В шлаках відсутні ознаки вмісту в ньому оксидів хрому. Кремнезем з цементної зв'язки розчинявся в тугоплавких шлакоутворюючих оксидах хромшпінелідов, що приводило до утворення легкоплавких і рідкорухливих шлаків, що руйнують шлакову оболонку. Це забезпечувало новий контакт руди з вуглецевим відновником, що супроводжувалося подальшим інтенсивним відновленням руди.

Хромітові концентрати Побузьського родовища характеризується високою дисперсністю, що робить скрутним використовування даних хромітів для отримання сплаву без попереднього їх огрудкування. Була проведена серія експериментів з метою дослідження кінетики відновлення елементів в брикетованих шихтах.

Брикети одержували на двухвальцовому пресі брикетуванням шихти, що містить в необхідному співвідношенні хромітовий концентрат, відсів коксика і кварциту. Заздалегідь подрібнену до фракції менше 0,5 мм шихту ретельно змішували і додавали розчин лігносульфоната натрію - в'яжучий матеріал (ТУ13-0281036-05-89), густиною 1,24±0,1г/см3 в кількості 1,5-3,5% залежно від вогкості компонентів шихти. Оптимальна вогкість шихти виявилася рівною 6%. Складові шихти піддавали сухому, а потім мокрому змішуванню і подавали в бункер брикет-преса. Зусилля пресування, що розвивається на вальцовому пресі, складало 900-1000 кг/см2 . Брикети мали форму, схожу на чечевицю із розмірами 52х44х33 мм і масою 100 - 140 г.

Для створення якісних брикетів з високою холодною стійкістю і достатньою гарячою, досліджували вплив вогкості компонентів шихти, виду зв'язуючих матеріалів і температури сушки на міцність брикетів методом роздавлювання і скидання. Найбільша міцність досягалася при використовуванні як зв'язуючого лігносульфоната (ССБ) і сушці брикетів при температурі 200-230С. Сирі брикети мали міцність на роздавлювання в межах 40-50 кг, а після сушки протягом однієї години міцність зростала до 200 кг на брикет..

Підготовка дисперсних Побузьських хромітових концентратів до плавки методом брикетування руди і їх подальше відновлення характеризується вищими швидкостями відновлення в порівнянні з швидкостями відновлення при використовуванні усередненої суміші того ж складу. Огляд відновлених брикетів показав, що відновлення йде по всьому об'єму брикета і навкруги кожного зерна хромітової руді. Вища швидкість відновлення у брикетованих шихтах пояснюється досконалішою контактною поверхнею рудне зерно-відновник за рахунок виникнення тоншої розділяючої металлошлакової плівки. В першу чергу, інтенсифікується відновлення оксиду заліза по всьому об'єму брикета. Відбувається утворення рідкорухливих шлаків за рахунок розчинення кремнезему зв'язки, що перешкоджає заплутуванню корольків металу в шлаку.

З метою вивчення впливу сорту хромітових концентратів на кінетику відновлення проведені дослідження при температурах 1200-1300С і показано, що найвищу швидкість відновлення мають концентрати з вищим вмістом провідних елементів -хрома і заліза. Тип руди визначається не тільки вмістом в ній провідних елементів (хрому і заліза), але також складом і характером розподілу порожньої породи або її хімічним зв'язком з оксидами хрому і заліза. Очевидно, що порожня порода, що покриває зерна хромітів сильно знижує їх відновну здатність. Виходячи з цього, можна припустити, що розкриття рудних зерен при подрібненні і змішенні з тонкодісперсним відновником зближуватиме відновлення руд, що мають різний вміст порожньої породи. Вивчення впливу кількості порожньої породи на відновлення хромітових руд Побужжя, виготовлених з тонких сумішей бідної і багатої руди одного типу і відновника, показало, що швидкість і степінь відновлення хромітів з бідної руди значно знижуються. Зменшення вмісту хрому в руді в 1,5 рази викликає зниження швидкості і степіні відновлення при 1200-1300С також в 1,5-2 рази, що, очевидно, пояснюється пониженням концентрації реагентів, особливо в кінці відновлення. З цієї причини бідні по хрому (35-40%) шихти 3, 4, не дивлячись на високий вміст в них оксидів заліза, відновлюються гірше шихт 1,2 з вищим вмістом оксиду хрому (40-55%). Тому швидкість процесу відновлення хромітів визначається не тільки температурою, але і видом шихтових матеріалів. Отже, зниження вмісту порожньої породи позитивно вплине на степінь і швидкість відновлення хромітових руд Побужжя.

Опубліковані раніше дослідження впливу крупності руди на кінетику процесів її відновлення твердим вуглецем відносяться, в основному, до кускових руд, які використовуються в промисловому виробництві високовуглецевого феррохрома. Значення цього чинника при відновленні суміші тонкоподрібнених концентратів і відновників досліджено у меншій мірі. При дослідженні кінетики відновлення знайдено істотне прискорення процесу за рахунок подрібнення реагентів. Для з'ясування впливу зміни дисперсності шихти від 0,5мм до 0,01мм на показники відновлення при температурах 1500-1600С були проведені досліди по відновленню проб концентрату, приготованих з шихти 3.

Порівняння даних показує, що подрібнення шихти 3 лише до 0,05мм наближає її відновлення до відновлення концентрату крупністю 0,01мм., а при підвищенні температури до 1600С спостерігалося повне відновлення шихти, проте за триваліший проміжок часу. Досягши певного ступеня подрібнення руди процеси відновлення повинні перейти з дифузійного режиму в кінетичний, де інтенсивність процесу визначається тільки швидкістю кристалохімічного акту.

Таким чином, використання шихтових матеріалів тонкого подрібнення дозволяє істотно прискорити процес відновлення оксидів хрому і заліза, а також зближувати цей показник з показниками відновлення багатших концентратів. Підвищення температури вище 1600С ослабляє роль подрібнення, оскільки відновлення переходить в кінетичну область. Для бідних концентратів подрібненням вдається усунути значне зниження відновлення до кінця процесу, коли концентрація реагентів істотно зменшується.

Збільшення вмісту вуглецю в шихтах викликає підвищення середньої швидкості відновлення оксидів хрому і заліза завдяки поліпшенню умов газифікації вуглецю вуглекислим газом, що виділився в початковому процесі відновлення. При збільшенні вмісту вуглецю в шихті і підвищення температури, сумарна швидкість процесу відновлення різко зростає, і після досягнення 50% (від стехіометричного) при температурі 1200С залишається практично постійною, перевищуючи швидкість відновлення хромітових концентратів приблизно в 2 рази. При 1300С спостерігається така ж картина, причому з підвищенням вмісту вуглецю зниження швидкості відновлення по його завершенні відбувається повільніше, а степінь відновлення доходить до 70% (від стехіометричного). Це означає, що степінь і тривалість відновлення до заданого рівня прямо пропорційні відношенню вмісту вуглецю до його стехіометричного значення по реакції прямого відновлення. Таким чином, вміст вуглецю в шихті є істотним чинником, що впливає на степінь відновлення хромітових руд.

Нами проведені досліди відновлення графітом хромітів з різним вмістом в шихті кварциту на його кінцевий вміст в шлаку (25, 30, 35, 40%). Загалом, як і слід було чекати, наявність SiO2 в шихті робить прискорюючий вплив на відновлення хромітів. Проте, в кількісному відношенні цей вплив істотно залежить від температури процесу. Найрізкіше виражено прискорення відновлення хроміта у присутності кремнезему при відносно високій температурі 1600С, що пов'язано з розчинення кремнезему в суміші тугоплавких оксидів хроміту і утворенням рідкорухливого шлаку. Шлак потрійної системи MgO-Al2O3 - SiO2 більш легкоплавкий і рухомий.

Результати вказаного експерименту приводять до висновку про важливу роль в процесі відновлення нерудного компоненту - відновлення рудних зерен відбувається через проміжну фазу і з її активною участю. Це могло бути тільки слідством фільтрації кисню хромшпінеліда через прошарок нерудної фази, що обволікає кожне зерно хромшпінеліда. Фільтрація відновника, в даному випадку вуглецю, і продуктів його взаємодії з киснем хромшпінеліда через нерудний прошарок неможлива. Тут не могла реалізовуватися і схема відновлення, згідно якої після відняття іонів кисню на межі розділу руда-відновник катіони металу разом з електронами відновника діффундують углиб шматка до місця виділення металевої фази, що широко визнається, оскільки ознак присутності катіонів хрому в матеріалі прошарку ні на якому етапі відновлення не знайдено.

Для оцінки впливу типу вуглецевого відновника були проведені досліди відновлення хромітов з використовуванням в шихті сильно відмінних по реакційній здатності вуглецевих матеріалів - коксу, графіту і деревного вугілля. Деревне вугілля, як відомо, характеризується вельми розвиненою пористістю, малими розмірами кристалів і високою реакційною здатністю в протилежність компактному, відносно великокристалічному графіту. Насипна густина порошку деревного вугілля, використаного в наших дослідах, була приблизно втричі менше, ніж порошку графіту.

Результати паралельних дослідів при 1200 і 1300С із застосуванням графіту, коксу і деревного вугілля в порошкових шихтах показують, що при випробуваних температурах перехід від графіту до деревного вугілля забезпечує помітну інтенсифікацію відновлення окислу хрому, хоча в кількісному відношенні вплив тип відновника відносно невеликий.

Очевидно, це пов'язано з тим, що відношення питомих поверхонь деревного вугілля і графіту при одній і тій же дисперсності в крупних частинках значно більше, ніж при мілкодисперсному відновнику, крім того, при застосуванні відновників в крупних зернах насипний питомий об'єм, а, отже, і його питома поверхня втричі більше, ніж графіту. В цьому випадку первинна поверхня контакту рудного зерна з деревним вугіллям відносно втричі більше, ніж поверхня контакту рудного зерна з графітом. Оскільки для шихт з крупним відновником процес відновлення лімітує мала поверхня контакту порошку рудного зерна з вуглецем, та перевага деревного вугілля як відновника в порівнянні з графітом стає більш очевидним, ніж у випадку з порошковими відновниками.

У четвертому розділі представлені результати оцінки термодинамічних можливостей протікання реакцій вуглецевотермічного відновлення хромітових руд Побужжя і розглянуто вплив температури на рівноважний розподіл елементів між фазами в процесі взаємодії хромітових шихт з вуглецем.

При моделюванні физико-хімічних взаємодій, розрахунку термодинамічних характеристик реакцій, що протікають при підвищеній температурі, виникають проблеми, пов'язані як з визначенням складу продуктів реакцій, так і з визначенням напряму потоків речовин при формуванні продуктів взаємодії. Ці характеристики залежать від складу системи в цілому і окремих конденсованих фаз і є функціями стану: температури, тиску, питомого об'єму і т.п. Для знаходження складу і властивостей систем, що описують взаємодії при відновленні хромітових руд вуглецем був використаний метод локальної термодинамічної рівноваги.

Розгляд кінетичних і тепло-массобмінних процесів при підвищених температурах, як правило, вже на етапі постановки задачі моделювання приводить до значних труднощів. В детальних розрахункових схемах вони звичайно пов'язані з математичним складнощами і відсутністю необхідних початкових даних, а в спрощених моделях - надмірною схематизацією процесу. У зв'язку з цим велику популярність придбали саме термодинамічні методи моделювання. Вони припускають, що робоче тіло (набір реагуючих компонентів) в даних процесах утворює умовну ізольовану систему, в якій встановилася локальна фазова і хімічна рівновага. В такому наближенні стан системи визначається лише вмістом в ній хімічних елементів і значенням двох параметрів стану. Це допущення в деякому наближенні обгрунтовано. Правомірність використовування термодинамічно рівноважного наближення, напевно, пов'язана з високими швидкостями протікання процесів перетворення, що миттєво приводять середовище в стан локальної рівноваги.

Розрахунок проводили в інтервалі температур 1550-2000С при кроці 50 і тиску 0,1 кПа. Виявлені деякі теоретичні залежності впливу температури на рівноважний вміст компонентів в даній системі. Температура практично не впливає на рівноважний зміст шлакоутворюючих компонентів, таких як MgO, MgOSiO2, Al2O 3SiO 2, MgO2CaO2SiO2. В теж час рівноважний склад металевої фази зазнає істотні зміни: із зростанням температури рівноважний зміст Fe 3C знижується, а рівноважний зміст Fe збільшується. Аналогічно поводиться хромова складова металевої фази: збільшення рівноважного змісту Cr приводить до зниження рівноважного змісту Cr3C2. В області підвищеної температури спостерігається поява силіцидів хрому Cr3Si. Газова фаза в основному складається із З, кількість якого істотно збільшується при підвищенні температури, що пояснюється початком відновлення оксидів хрому за рахунок карбідів.

Одержані дані характеризують термодинамічні можливості реагування між компонентами системи, припускаючи, що система є ізольованою. В реальних умовах плавки система далека від рівноваги і процес здійснюється у відкритій системі, взаємодії в якій відбуваються з втратами речовини і енергії. Тому одержані результати слід розглядати швидше як теоретичні межі, ніж реальні значення. Так, наприклад, розрахунком показано, що при підвищення кількості вуглецю в шихті практично єдиними компонентами шлаку залишаються оксиди магнію і алюмінію. Проте на практиці в цьому випадку слід чекати істотного зниження швидкостей процесу відновлення хромітового концентрату з-за високої температури плавлення тугоплавкого шлаку, що утворюється. Поліпшення кінетики процесу проводять введенням кремнеземмістячох флюсів.

У п'ятому розділі вивчена послідовність перетворень хромітових руд Побужжя в процесі вуглецевотермічного відновлення і розроблені технологічні рекомендації по виплавці високовуглецевого феррохрома на їх основі.

Для вивчення послідовності перетворень хромітових руд в процесі відновлення була проведена серія лабораторних дослідів, відтворюючих до деякої міри ті умови, які існують у верхніх горизонтах ванни промислових печей. З хромової руди різних типів виготовляли кубики об'ємом від 3 до 64 см3. Їх поміщали в графітові тиглі, засипали графітом або подрібненим коксом з усіх боків, нагрівали в печі Таммана до необхідної температури. Температурний інтервал досліджень складав 900-1800°С, в деяких експериментах “свіжа” піч дозволяла провести витримку при вищій температурі порядку 2000°С. Досліджуваний матеріал витримували 2-3 години при 900-1800°С і 15-30 мін при вищих температурах.

У дослідах використовували наступні типи руд Побужського родовища: 1) руди масивні і густовкраплені з силікатним цементом (тип А); 2) руди масивні і густовкраплені із залізистим цементом (тип Би); 3) руди середньовкраплені з силікатним цементом (тип В). Хімічний склад руд і виділених з них хромшпінелідів приводиться в табл. 3

Таблиця 3 Хімічний склад хромітових руд і хромшпінелідов з них

У дослідах при 900-1100°С помітних змін в рудах не відбувалося. В зернах хромшпінеліда помічено лише деяке збільшення тріщиноватості. В зовнішніх ділянках кубиків руди (типу А і В) усередині тріщин в зернах хромшпінеліда з'являлися найдрібніші (0,001-0,0015 мм) включення металу. Структура силікатної зв'язки при цьому зберігалася незмінною, проте, у більшості зерен спостерігалося деяке пониження показника світлопереломлювання. Кальцит в даних зразках зникав, і на його місці залишалися агрегатні скупчення окислу кальцію.

У рудах із залізистим цементом в зв'язуючій силікатній масі також спостерігалася велика кількість частинок відновленого заліза. Металева фаза в зернах хромшпінеліда в цих рудах не знайдена, проте уздовж тріщин були видні вузькі (0,001--0,002 мм) облямівки світло-сірої (у відображеному світлі) фази, по складу близької до вюститу. Іноді в ній з'являлися ледве помітні точкові виділення металу. В зернах хромшпінеліда спостерігається велика кількість металевих частинок, розташованих винятково на поверхні рудних зерен і уздовж тріщин в них.

У зернах хромшпінеліда при температурах 1300-1400°С ще більше металевих частинок, що утворюються не тільки на поверхні зерен і уздовж тріщин в них, але і в тілі зерен хромшпінеліда у вигляді дрібного розсипу, що рівномірно розподіляється. Ці частинки представлені металевим залізом (за даними рентгеноструктурного аналізу), містять в собі незначну кількість хрому. В полірованих шліфах вони легко протравлюються розбавленою соляною кислотою. Карбіди хрому і заліза усередині зерен хромшпінеліда абсолютно відсутні. В той же час крупні, неправильної форми відособлення металу, розташовані по межах зерен і уздовж тріщин в них, а також в тілі зерен хромшпінеліда, завжди в тій чи іншій мірі навуглецьовані, а за даними рентгенструктурного аналізу місцями складаються з суцільної карбідної фази (Сr, Fe)7C3 и Сr3С2. У ряді дослідів досліджувані зразки руд піддавали гарту у воді. Виявилося, що характер розподілу металевих частинок в хромшпінеліде, кількість їх і розміри були такими ж, як і в дослідах, що паралельно проводяться, з повільним охолоджуванням зразків разом з піччю. Це свідчить про те, що металеві частинки усередині зерен хромшпінеліда не є продуктами розпаду, а виникають безпосередньо в процесі відновлення.

Повне розплавлення силікатної зв'язки в середньовкраплених рудах (типу В) і густовкраплених (типу А) відбувається при різних температурах: в середньоевкраплених рудах при 1400°С, в густовкрапленних при 1500-1600°С. В дослідах з рудами типу А і Б при 1800-1900°С і короткочасних витримках (10-15 мін) в будові кубиків також проявляється зональність, але самі кубики виявилися помітно деформованими, напіврозплавленими. Ширина зовнішньої зони, де відновлення пройшло повно і хромшпінелід перетворився на агрегатну суміш зерен шпінелі MgAl2O4 і періклаза з невеликою кількістю форстеріта, була більшим і складала 2-5 мм. Центральні ділянки кубиків руди складалися з хромшпінелідної маси, що сильно спеклася, з дрібними частинками і прожілковидними відособленнями відновленого металу, що рівномірно розподіляються в ній. Структура в цих ділянках така ж, як і в зоні інтенсивного спекання в дослідах при 1500-1800°С. На межі шлакової зони із зоною інтенсивного відновлення в масі хромшпінеліда, що спеклася, спостерігалася суцільна губка металу.

При триваліших витримках (20-30 мін) в дослідах при 1800-1900°С кубики руди виявилися практично повністю відновленими. Шлак в цих дослідах складався з шпінелі MgAl2O4, періклаза і невеликих (залежно від кількості порожньої породи в руді) кількостей форстеріта Mg2SiO4.

Середньовкраплені руди в дослідах поводилися інакше. У присутності значних кількостей силікатної складової вже при 1600°С руди повністю плавилися і відновлення заліза і хрому йшло з розплаву. Силікатна зв'язка, таким чином, виконувала роль флюсу, який розчинював хромшпінелід. Відновлення закінчувалося при 1600°С за 3 години. Шлак в цих дослідах складався з магнезійної шпінелі, форстеріта і невеликої (~5%) кількості скла. Зрідка в шлаку спостерігалися реліктові зерна рудного хромшпінеліда, з периферії заміщені періклазом.

Таким чином, з приведеного матеріалу виходить, що до 1300°С відновлення хрому і заліза з хромітових руд відбувається, в основному, твердофазним шляхом і визначається структурно-текстурнимі особливостями, від яких залежить відносно вільне проникнення газу-відновника всередину шматків руди. Відновні процеси при цьому розвиваються виключно на поверхні рудних зерен. Кремнезем цементу не вступає у взаємодію з оксидами хромшпінелідів і ущільнює металлошлаковий бар'єр і дифузія відновника до реакційної поверхні зерна руди практично припиняється. Інтенсифікатором відновлення при вищій температурі є кремнезем, кількість якого достатня для утворення рідкорухливого шлаку і змивання шлакової плівки і відновленню реакційної поверхні вуглець-рудне зерно. При розвиненому контакті вуглець-рудне зерно, який виникає при використовуванні вуглецевих відновників з розвиненою поверхнею (деревне вугілля, коксик) і брикетуванні всіх початкових компонентів шихти створюються умови для протікання об'ємно-фронтального твердофазного відновлення і розділяюча шлакова плівка невелика.

Вуглецевотермічний процес отримання сплавів з хромової руди або окислу хрому в одну стадію є найекономічнішим способом в даний час. Такий процес здійснюють в великих рудотермічних печах з отриманням сплаву, насиченого вуглецем.

Дослідну кампанію по виплавці вуглецевого феррохрому на Побузьському феронікелевому комбінаті проводили в експериментальній рудотермічній печі РКВ-4,5. Футеровка ванни виконана з магнезитової цегли. Попередньо моношихту, що містить всі необхідні компоненти - хромітовую руду, коксик, відсів кварциту брикетували на двухвальцовому брикет-пресі. Розмір брикета складав 65ммХ45мм і мав форму чечевиці. Крупна фракції руди складала 1 мм, відсів коксу із вмістом твердого вуглецю 83-85%, зольністю 12-15 % і вмістом летких 2-3%, використовували крупністю менше 1 мм. У складі наважки шихти на 100 кг хромітової руді 36-45 кг коксу і 7-8 кг кварциту. Як зв'язуюче, при виготовленні брикетів використовували сульфітно-спиртну барду. При виготовленні напівпромислової партії брикетів розчин сульфітно-спиртної барди густиною 1,3 г/см3 вводили в кількості 1,2-3,2%. Компоненти шихти ретельно змішували і подавали в приймальний бункер брикет-преса. Сирі брикети передавали на сушку, яка проводилася при температурі 200-230°С протягом однієї години. Після витримки в гарячому стані брикети транспортували в плавильну піч. Сплав випускали кожні 3,5-4 години. Надлишок відновника складав 8-10%.

Існуюча схема (мал. 2) підготовки матеріалів до плавки вуглецевого феррохрому, крім того, передбачає складування усередненої, стандартизованої по хімічному складу хромітової руді, відновників по видах (кокс, напівкокс, пористі добавки), флюсів для коректування кінцевого шлаку за вмістом SiO2 і А12О3, які, крім того, містять активні компоненти (Na2O), а також возврату виробництва феррохрома, ферросилікохрома, прошлакований метал, скрап, збагачений продукт, виділений з шлаку.

Технологічні і техніко-економічні показники дослідної кампанії співставили (таблиця 3) з кампанією виплавки вуглецевого феррохрома з неокускованих матеріалів.

У дослідний період піч працювала помітно ефективніше: колошник став спокійнішим, обвалів шихти не спостерігалося, по всій поверхні колошника відсутнє шлакування і спостерігалося рівномірне газовиділення. Метал і шлак виходили регулярно, розширилася зона інтенсивного сходу шихти. Струмове навантаження було рівним, посадка електродів стійкої. Аналіз даних показує, що ретельна підготовка хромітових руд (усереднених і сбрикетованих) покращує техніко-економічні показники плавки. Так, витрата електроенергії знизилася на 6-8%, видобування хрому в сплав підвищилася на 5-6%, а продуктивність печі виросла на 6-9%.

Мал. 2.Схема підготовки матеріалів до плавки вуглецевого феррохрома: I -- основний варіант; II -- резервний варіант для всіх матеріалів або окремих добавок; III -- спрощений варіант для всіх матеріалів і добавок

Оптимальні співвідношення компонентів шихти контролюють по показниках виробництва: питомій витраті електроенергії, продуктивності печі, кількості продуктів плавки і їх хімічному аналізу, а також по зовнішніх ознаках ходу плавки. Збільшення змісту Сr2О3 в хромовій руді сприяє зниженню питомої витрати електроенергії за рахунок скорочення кількості баластних оксидів, підвищення швидкості і ступеня відновлення хрому.

Найбільший вплив надає на хід і показники процесу кількість кремнезему і шлаку. Зміна в шлаку змісту MgO від 38 до 45% і А12О3 від 17 до 23% не впливає помітно на параметри і показники процесу. Значні коливання SiO2 в шлаку можуть бути унаслідок зміни складу хромової руди.

Збільшення змісту SiO2 в шлаку до 35% знижує питому витрату електроенергії і хромової руди, що обумовлено жідкоподвіжностью шлаку і зменшенням втрат металу. Подальше підвищення частки кремнезему погіршує показники процесу через збільшення в'язкості і кратності шлаку. При цьому зростають витрата електродів і зміст кремнію в сплаві. При збільшенні кратності шлаку підвищуються шар шлакового розплаву і відповідно величина переміщення електродів протягом плавки, і знижується глибина занурення електродів перед випуском розплаву з печі.

Оскільки хромова руда дещо міняється за змістом основних шлакообразующих оксидів MgO, Al2O3 і SiО2, то коректування складу шлаку проводять в основному кремнеземним флюсом. Як кремнеземний флюс можуть бути використані шлак виробництва крем'янистих сплавів, відходи теплоізоляції печей графітациі електродів, карборунд і інші кремнезем- і кремнійсодержащие матеріали. Джерелом кремнезему може бути також шлак силікотермічеського бесфлюсового виробництва среднеуглеродістого феррохрома, який вносять додатково оксиди хрому.

Таблиця 3. Порівняльні показники напівпромислової кампанії виплавки високовуглецевого феррохрома

Таким чином, брикетування дисперсних хромсодержащих матеріалів, відсіву коксика і кварциту ефективне при використовуванні дрібних руд і концентратів. Підготовлені матеріали у вигляді брикетів мають ряд переваг перед кусковими рудами: вищі швидкості відновлення хрому і заліза, достатня міцність брикетів, що зменшує кількість дрібних фракцій, а також як засіб для регулювання електроопоу шихти

ВИСНОВКИ

У дисертації на підставі узагальнення і аналізу літературних даних і результатів теоретичних і експериментальних досліджень вирішена важлива науково-прикладна задача, яка полягає в дослідженні металургійних властивостей хромітових руд і концентратів Побужського родовища і використовування вітчизняної сировини для отримання вуглецевого феррохрома.. Рішення поставлених в роботі задач було досягнуте в результаті проведення комплексу досліджень із залученням сучасної апаратури і методів аналізу, що дозволило зробити ряд істотних узагальнень, висновків і принципових положень, сукупність і органічний взаємозв'язок яких визначає актуальність роботи, її головний науковий результат, практичну цінність і значущість.

1. Виконаний аналіз сучасного стану теорії і технології виплавки високовуглецевого феррохрома. Узагальнені відомості про відновлення оксидів хрому і заліза в процесі виплавки високовуглецевого феррохрома, що є в літературі. Дана характеристика конструкції і технічних характеристик сучасних рудовосстановітельних печей для виплавки високовуглецевого феррохрома, приведений узагальнений аналіз шихтових матеріалів, а також процесу виплавки високовуглецевого феррохрома, розглянуті мінералогічні, петрографічні і физико-хімічні властивості шлаків виробництва високовуглецевого феррохрома, питання інтенсифікації плавки і основні напрями вдосконалення технології виробництва високовуглецевого феррохрома