Sustainable Production of Chromium–Manganese Ligatures from Low-Grade Iron–Manganese Ore and Ferrosilicochrome Dust: Thermodynamic Modeling and Experimental Verification

2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/met16020184
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

This study investigates the thermodynamic and experimental aspects of producing a chromium–manganese ligature under high-temperature smelting conditions using low-grade iron–manganese ore and ferrosilicochrome (FeSiCr) dust as both a reducing agent and a chromium source. Thermodynamic modeling of the multicomponent Fe–Cr–Mn–Si–Al–Ca–Mg–O system was carried out using the HSC Chemistry 10 and FactSage 8.4 software packages to substantiate the temperature regime, reducing agent consumption, and conditions for the formation of a stable metal–slag system. The calculations indicated that efficient reduction of manganese oxides and formation of the metallic phase are achieved at a smelting temperature of 1600 °C with a reducing agent consumption of approximately 50 kg. Experimental smelting trials conducted in a laboratory Tammann furnace under the calculated parameters confirmed the validity of the thermodynamic predictions and demonstrated the feasibility of obtaining a concentrated chromium–manganese ligature. The resulting metallic product exhibited a high total content of alloying elements and had the following chemical composition (wt.%): Fe 35.41, Cr 41.10, Mn 8.15, and Si 4.31. SEM–EDS microstructural analysis revealed a uniform distribution of chromium and manganese within the metallic matrix, indicating stable reduction behavior and favorable melt crystallization conditions. The obtained results demonstrate the effectiveness of an integrated thermodynamic–experimental approach for producing chromium–manganese ligatures from low-grade mineral raw materials and industrial by-products and confirm the potential applicability of the proposed process for complex steel alloying.