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

2026

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/met16020184
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

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.