Осинникова, Е. М.

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

     VII Всероссийская научно-практическая конференция для студентов и учащейся молодежи «Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении»    51ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МАРГАНЦЕВЫХ РУД В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Е.М. Осинникова, студент гр. З-10В10, научный руководитель: Федосеев С.Н., асс. каф. МЧМ Юргинский технологический институт (филиал) Национального исследовательского  Томского политехнического университета 652055, Кемеровская обл., г. Юрга, ул. Ленинградская, 26, тел. 8-(38451)-6-22-48 E-mail: steel13war@mail.ru Марганец является наиболее широко применяемым в металлургии элементом, среднеотрасле-вое потребление которого составляет 10 кг на 1 т стали. Основной объем (около 95 %) марганца про-изводится в мире в виде ферросплавов (силикомарганца, углеродистого, среднеуглеродистого и низ-коуглеродистого ферромарганца, металлического марганца, комплексных марганцевых сплавов), которые используются при выплавке различных типов сталей в качестве раскислителя и легирующей добавки. При легировании марганец оказывает измельчающее действие на структуру стали, повыша-ет ее прочность и износостойкость, увеличивает глубину прокаливания, улучшает ковкость и прока-тываемость стали [1, 2]. Минерально-сырьевая база марганцевых руд России достаточна для обеспечения потребно-стей металлургического комплекса страны, но сами руды являются очень бедными по содержанию марганца (~20%) и сильно загрязненными фосфором (до 0,6%). Запасы российской руды оценивают-ся примерно в 200 млн. т [2]. Российские месторождения марганца можно разделить на три промыш-ленных типа – осадочный, осадочно-вулканогенный и гипергенный. На Среднем Урале располагают-ся преимущественно мелкие осадочные месторождения. В Западной и Восточной Сибири – гипер-генные. Около 50 % российских запасов марганцевых руд (98,5 млн. т) расположено в Кемеровской области, где начинает осваиваться Усинское месторождение карбонатных марганцевых руд. Производство товарной марганцевой руды в России составляет около 20 тыс. т в год (или 0,1% от мирового уровня), а необходимость черной металлургии в такой руде оценивается в 1,5 млн. т. Потребность страны в марганцевых ферросплавах почти полностью покрывается импортом, пре-имущественно из Украины и Казахстана. В качестве импортеров следует рассматривать и Южно-Африканскую Республику, Габон, Австралию, чьи руды отличаются значительно большей концен-трацией марганца (45–50 % Mn).  В таблице 1 приведены данные по добыче и разведанным запасам марганца в мире. Анализ месторождений зарубежных стран показывает, что преобладающая часть ресурсов и запасов, мар-ганцевых руд сосредоточена в Африке (в основном в ЮАР) и на других континентах (Америка, Азия, Австралия, Европа). Доли Украины и ЮАР по запасам марганца в пересчете на марганец близки. За ними следуют Бразилия, Австралия и Индия. Таблица 1  Мировая добыча и разведанные запасы марганца, тыс. т Страна Производство Разведанные запасы 2010 2013 Австралия 3100 2400 93000 Бразилия 780 1000 110000 Китай 2600 2800 44000 Габон 1420 1500 21000 Индия 1000 1100 56000 Мексика 175 170 4000 ЮАР 2900 3400 150000 Украина 540 340 140000 Остальные страны 1340 1400 не знач. Всего в мире 13900 14000 630000        Секция 1. Современные металлургические технологии     52Небольшое количество очень богатых по марганцу руд месторождений ЮАР, Бразилии и Га-бона используется в химической и электротехнической промышленности. Так, около 5 % руд Габона представляют собой природный диоксид марганца. В распоряжении остальных стран находится сы-рье среднего и низкого качества (содержание марганца – 20–30 %). Ведущими поставщиками сырья на мировые рынки являются Австралия, ЮАР, Габон, Бразилия, Намибия, Гана, Индонезия, Индия и Вьетнам, причем ~75 % поставок пришлось всего на четыре страны – Австралию, Бразилию, Габон и ЮАР. Африканские страны (кроме ЮАР) и Австралия почти не имеют собственного ферросплавного производства, поэтому 90 % руды продают на мировых рынках. Основные потребители марганцево-го сырья – это страны, располагающие развитой ферросплавной промышленностью: Китай, ЮАР, Украина, Россия, Казахстан, Япония, Бразилия, Индия и Норвегия. Крупнейшим импортером руды в последние годы стал Китай, собственных ресурсов которого недостаточно для удовлетворения резко растущего ферросплавного производства. Страна ведет добычу своей руды, однако из-за ее низко-сортности производители сплавов вынуждены использовать смесь отечественных руд с высококаче-ственным привозным сырьем из Австралии и Африки. В ЮАР около 95 % запасов руд сосредоточено в уникальной марганцево-железорудной зоне Куруман. Наиболее крупные месторождения Маматван (среднее содержание марганца 38 %), Вес-селс (47 %) Миддельплаатц (36 %). Около четверти, добываемой в стране руды, перерабатывается на местных ферросплавных заводах, остальное вывозится в виде руды. В Южно-Африканской Респуб-лике производится основное количество руд металлургического сорта с содержанием 40–52 % Mn и незначительными концентрациями фосфора и кремнезема. В стране функционируют 3 основные горнодобывающие компании: Samancor LTD, Middelplaats Manganese LTD и Assuming. Для развития черной металлургии РФ в рыночных условиях первостепенное значение имеет рациональное и пол-ное использование резервов сырьевой базы и промышленных предприятий, включая улучшение ка-чественных, количественных и экономических показателей производства металлургической продук-ции [3]. Эффективность металлургического производства в значительной степени зависит от ком-плексности переработки минерального сырья. Но так как создание наиболее перспективных, круп-номасштабных горно-металлургических комплексов страны требует серьезных инвестиций, необхо-димо искать альтернативные пути получения сырья для марганцевых ферросплавов. В качестве российского сырья рассматривалась марганцевая руда Марсятского месторождения (Полуночная группа), с которой проводили процедуры обогащения, дефосфорации и окускования (методом агломерации) на Марсятской обогатительной фабрике. В результате товарная продукция представляла собой марганцевый агломерат с массовой долей марганца 40 %. Себестоимость такого агломерата составила 9600 руб. При выборе зарубежного сырья принимались во внимание, в первую очередь, качество руды и удаленность страны-продавца. Руды стран ближнего зарубежья по качеству мало отличаются от российских, а более богатые и чистые руды можно найти только на других кон-тинентах. Поставщиком – импортером руды была выбрана Южно-Африканская Республика, а имен-но Куруманское месторождение – Весселс. Оксидная руда из ЮАР (~45 % Mn) легко обогащается путем дробления с последующей про-мывкой и отсадкой, что незначительно влияет на себестоимость нужного нам концентрата. Поэтому в расчетах использовался концентрат с 50 % Mn. Был рассчитан оптимальный способ и маршрут дос-тавки (по морю из порта Элизабет (ЮАР) в г. Новороссийск, далее по железной дороге до Серова). Цена такой руды на месте назначения составила 11 000 руб. (по ценам 2012 г.). На одну тонну фер-ромарганца требуется 2,1 т африканской руды или 2,5 т отечественного агломерата. Цена привозной руды дороже местного агломерата на 14,6 %, но поскольку 40-процентного агломерата на 1 тонну сплава приходится больше, чем 50-процентной руды, удельные затраты на привозное сырье оказа-лись на 3,75 % (отн.) меньше. Разница в себестоимости продукции незначительна и может колебаться в ту и другую сторону в зависимости от ряда внешних и внутренних факторов (колебаний марганца в рудах, степени извлечения марганца в сплав, компании – перевозчика руды и т. д.). Таким образом, можно сделать вывод о целесообразности использования обоих видов продукции. Марганец относит-ся к дефицитным стратегическим материалам, без него невозможна выплавка ни одной марки стали, а освоение отечественных месторождений требует длительного времени и больших, долго окупаю-щихся затрат. Поэтому в качестве одного из реальных вариантов применяемого сырья следует рас-сматривать высококачественную руду африканских стран с использованием транспортной и энерге-тической инфраструктуры и налаженной схемы поставок.      VII Всероссийская научно-практическая конференция для студентов и учащейся молодежи «Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении»    53Литература. 1. Гурова С.А., Гурова Л.М. Экономические аспекты развития отечественной металлургии на со-временном этапе // Сталь. – 2011. – № 12. – С. 67-70.  2. Машковцев Г.А. Современное состояние минерально-сырьевой базы черной металлурги России // Сталь. – 2008. – № 3. – С. 14–18.  3. Романова О.А. Условия и факторы структурной модернизации региональной промышленной системы // Экономика региона. – 2011. – №2. – С. 40-48.  4. Технология марганцевых ферросплавов. Ч. 1. Высокоуглеродистый ферромарганец / В. И. Жуч-ков, Л. А. Смирнов, В. П. Зайко, Ю. И. Воронов. – Екатеринбург: НИСО УрО РАН, 2007. – 410 с.  5. Тигунов Л.П., Смирнов Л.А., Менаджиева Р.А. Марганец. Геология, производство, использова-ние. – Екатеринбург: АМБ, 2006. – 184 с.   СОЗДАНИЕ ВОСКОВЫХ ОТЛИВОК С ПОМОЩЬЮ 3D ПРИНТЕРА Е.Г. Осипов, студент группы 10В41, научный руководитель: Сапрыкин А.А. Юргинский технологический институт (филиал) Национального исследовательского  Томского политехнического университета 652055, Кемеровская обл., г. Юрга, ул. Ленинградская, 26 Способ литья различных изделий при помощи восковых отливок известен из глубокой древ-ности. Он применяется для изготовления деталей высокой точности и сложной конфигурации, невы-полнимых другими методами литья[1]. Традиционная технология получения отливок выполняется по схеме – разработка конструкторской документации, изготовление мастер-модели и т.д. Наиболее трудоемкой частью этого процесса является изготовление мастер-моделей в соответствии с требова-ниями к будущей отливке. Мастер модели изготавливают либо в ручную мастер модельщиками либо фрезеруют из мяг-ких металлов пластмасса или дерева на станках ЧПУ[2]. Следующим этапов является создание пресс- формы из резины которую заполняют воском, после затвердевания воска из пресс-формы из-влекают готовую отливку из воска. Весь этот процесс занимает достаточно много времени, а для из-готовления сложных моделей приходиться создавать модель по частям а после спаивать части между собой. Способ литья по восковым моделям достаточно сложный и занимает достаточно много вре-мени, ко всему этот процесс достаточно дорой для единичного производства. Традиционный способ создания отливок откупается только при массовом производстве деталей[2].   Рис. 1. Пресс-форма с готовой восковкой [1]  Последние два десятилетия активно развивается альтернативный способ создания трехмерных объектов, получивший название «быстрое прототипирование».Данная технология стала широко ис-пользоваться благодаря скорости создания восковой модели ее дешевизне и возможности создавать уникальные изделия, которые практически невозможно получить традиционными методами. Данная технология стала решением для изобретателей и конструкторов которым часто требуетсямалосерий-

Эффективность применения марганцевых руд в металлургической промышленности

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University