Виявлення особливостей структурно-фазових перетворень при переробці оксидних легованих відходів з використанням вуглецевого відновника
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.313449Ключові слова:
оксидні техногенні відходи, швидкоріжуча сталь, окалина, відновлення вуглецем, структурно-фазові перетворенняАнотація
Об’єктом дослідження є структурно-фазові перетворення при відновленні вуглецем окалини вольфрамової швидкоріжучої сталі щодо отримання ресурсозберігаючої легуючої добавки. Проблема полягає у втратах коштовних елементів при отриманні та використанні легуючого матеріалу із техногенної сировини. Вирішення проблеми пов’язане із визначенням технологічних параметрів щодо забезпечення зменшення втрат відповідних елементів. В результаті підвищення ступеня відновлення окалини з 33 % до 72 % та 85 % виявлено підсилення прояву твердого розчину вуглецю та легуючих елементів в α-Fe відносно до FeWO4, FeO та Fe3O4. Також мали прояв Fe3C, WC, W2C, FeW3C, Fe3W3C, Fe6W6C, VC, V2C, Cr3C2, Cr7C3 та Cr23C6. Разом з цим виявлено частки округлої та багатогранної форми з різним хімічним складом та утворення губчастої мікроструктури. Встановлено, що найбільш прийнятним ступенем відновлення є 85 %. Але досягнення ступеню відновлення 72 % також є достатнім. Це пояснюється тим, що залишковий вуглець в карбідах забезпечує підвищену відновну спроможність, яка реалізується при довідновленні оксидів в рідкому металі під час легування. Губчаста мікроструктура обумовлює більш швидке розчинення на відміну від стандартних феросплавів, що забезпечує зменшення часу плавки при скороченні витрачених ресурсів. В отриманому легуючому матеріалі не виявлено фаз, що мають підвищену схильність до сублімації. Тобто не потрібні додаткові умови, що стримують втрати легуючих елементів при випаровуванні з газоподібною фазою, що забезпечує підвищення ступеня вилучення відповідних елементів. Властивості отриманого легуючого матеріалу дають можливість використання в металургійному виробництві при виплавці в електродуговій печі марок легованої сталі, склад яких не має суворих обмежень за вмістом вуглецю
Посилання
- Henckens, M. L. C. M., van Ierland, E. C., Driessen, P. P. J., Worrell, E. (2016). Mineral resources: Geological scarcity, market price trends, and future generations. Resources Policy, 49, 102–111. https://doi.org/10.1016/j.resourpol.2016.04.012
- Petryshchev, A., Milko, D., Borysov, V., Tsymbal, B., Hevko, I., Borysova, S., Semenchuk, A. (2019). Studying the physicalchemical transformations at resourcesaving reduction melting of chrome–nickelcontaining metallurgical waste. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (12 (98)), 59–64. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.160755
- Sekiguchi, N. (2017). Trade specialisation patterns in major steelmaking economies: the role of advanced economies and the implications for rapid growth in emerging market and developing economies in the global steel market. Mineral Economics, 30 (3), 207–227. https://doi.org/10.1007/s13563-017-0110-2
- Mechachti, S, Benchiheub, O., Serrai, S., Shalabi, M. (2013). Preparation of iron Powders by Reduction of Rolling Mill Scale. International Journal of Scientific & Engineering Research, 4 (5), 1467–1472. Available at: https://www.ijser.org/researchpaper/Preparation-of-Iron-Powders-by-Reduction-Rolling-Mill-Scale.pdf
- Grigor’ev, S. M., Petrishchev, A. S. (2012). Assessing the phase and structural features of the scale on P6M5Φ3 and P12M3K5Φ2 steel. Steel in Translation, 42 (3), 272–275. https://doi.org/10.3103/s0967091212030059
- Smirnov, A., Petryshchev, A., Bilko, T., Andreev, A., Semenko, A., Skorobagatko, Y. (2023). Development of the Recycling of Alloyed Metallurgical Waste: Features of Phase and Structural Transformations. Minerals, 13 (9), 1171. https://doi.org/10.3390/min13091171
- Tsymbal, B., Petryshchev, A., Anrieieva, L., Sharovatova, O. (2022). Improving Occupational Safety and Health in the Processing of Metallurgical Waste and Features of their Microstructure Transformation. Key Engineering Materials, 925, 187–196. https://doi.org/10.4028/p-f9x0w1
- Borysov, V., Torubara, O., Volokh, V., Poliakov, A., Yamshinskij, M., Lukianenko, I. et al. (2022). Identifying features in the structural and phase composition of the products of recycling of the scale of high-speed cutting steel by carbon thermal reduction. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (12 (120)), 46–51. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.269507
- Kozyrev, N. A., Galevsky, G. V., Valuev, D. V., Shurupov, V. M., Kozyreva, O. E. (2015). Surfacing With Tungsten-containing Ores. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 91, 012009. https://doi.org/10.1088/1757-899x/91/1/012009
- Islam, M., Martinez-Duarte, R. (2017). A sustainable approach for tungsten carbide synthesis using renewable biopolymers. Ceramics International, 43 (13), 10546–10553. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.05.118
- Hryhoriev, S., Petryshchev, A., Sergienko, O., Milko, D., Stepanenko, A., Kozhemiakin, G. et al. (2018). The study of physicalchemical patterns of resourcesaving recycling of tungstencontaining ore raw materials by solidphase reduction. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (12 (91)), 4–9. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.122743
- Zhao, L., Wang, L., Chen, D., Zhao, H., Liu, Y., Qi, T. (2015). Behaviors of vanadium and chromium in coal-based direct reduction of high-chromium vanadium-bearing titanomagnetite concentrates followed by magnetic separation. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 25 (4), 1325–1333. https://doi.org/10.1016/s1003-6326(15)63731-1
- Chen, S. Y., Chu, M. S. (2014). A new process for the recovery of iron, vanadium, and titanium from vanadium titanomagnetite. The Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 114, 481–487. Available at: https://www.scielo.org.za/pdf/jsaimm/v114n6/14.pdf
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Anatolii Poliakov, Vadym Volokh, Andrey Andreev, Victor Rebenko, Viacheslav Kurlov, Mykhail Yamshinskij, Ivan Lukianenko, Dmytro Ivanchenko, Dmytro Zhuravel, Iryna Kovalenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
