Лаборатория пирометаллургических процессов

Лабораторией пирометаллургических процессов руководит кандидат технических наук, профессор - Байсанов Алибек Сайлаубаевич

Руководитель лаборатории

БАЙСАНОВ АЛИБЕК САЙЛАУБАЕВИЧ - кандидат технических наук, профессор. Специальность: «05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов».

В 2006, 2008, 2010 и 2012 годах обладатель государственной научной стипендии для талантливых молодых ученых.

Лауреат премии Д.А. Кунаева для молодых ученых за лучшие работы в области естественных наук (2014 г.).

Обладатель нагрудного знака «Еңбек даңқы» III степени в 2019 году и «Еңбек даңқы» II степени в 2021 году.

Лауреат премии академика Е.А. Букетова (2021 г.) за цикл работ: «Комплекс научно-исследовательских работ по организации 

производства высоколиквидной импортозамещающей продукции - рафинированных сортов ферромарганца из отечественного марганцевого сырья».

Под его руководством 3 доктора философии (PhD) и 1 кандидат технических наук защитили свои диссертации.

Scopus Author ID: 25654652900;

h-индекс (Scopus): 5

Web of Science Researcher ID: _ O-5201-2017;

h-индекс (Web of Science): 3

ORCID: 0000-0002-3025-7267

Основные научные направления лаборатории

Сотрудники лаборатории Пирометаллургических процессов принимают активное участие во внедрении результатов исследований и разработок по решению актуальных проблем современной металлургии.

Основные научные направления лаборатории - разработка полных технологических схем (включающих стадии обжигмагнитного обогащения, окускования и ферросплавного электропередела) переработки железомарганцевых, некондиционных марганцевых и хромоникелевых руд Казахстана с получением стандартных марок сплавов, а также разработка и освоение рациональной технологии комплексной переработки высокозольных углей при выплавке ферросплавов. Исследуются железомарганцевые руды различного минералогического и химического состава месторождений Центрального Казахстана, а также хромоникелевые руды Батамшинского (Актюбинская область) и Белогорского (Восточно-Казахстанская область) месторождений. В настоящее время ведутся работы по разработке оптимальной технологии выплавки ферросплавов содержащих щелочноземельные металлы из некондиционного сырья (угольные шламы, металлургические шлаки), активно проводятся опытно-промышленные испытания по производству новых видов лигатур с кальцием, бором и хромом, разрабатывается промышленная технология переработки руды месторождения «Ушкатын III».

На сегодняшний день сотрудники лаборатории пирометаллургических процессов принимают участие в реализации следующих проектов по фундаментальным, прикладным темам и договорам:

Темы, выполняемые в рамках научно-технического проекта «Инновационные технологии для развития горно-металлургической отрасли Республики Казахстан на 2018-2020 годы».

• Опытно-промышленные испытания и внедрение новых видов лигатур с кальцием, бором и хромом для легирования и модифицирования стали и технологий их получения;
• Опытно-промышленные испытания технологий переработки железомарганцевых руд с получением концентратов, чугуна и другой марганецсодержащей продукции.

Тема, выполняемая в рамках научно-технической программы №BR05236708 ПЦФ на 2018-2020 годы «Научно-технологическое обоснование расширения сырьевой базы ферросплавной отрасли за счет вовлечения в технологические процессы слабококсующихся энергетических углей и техногенных отходов с целью получения новых материалов многоцелевого назначения»:

• Разработка технологии выплавки комплексных ферросплавов с щелочноземельными металлами.
  Проект, выполняемый по Договору о предоставлении гранта на коммерциализацию результатов научной и научно-технической деятельности (АО «Фонд науки»):
• Организация производства рафинированных сортов ферромарганца.
  В рамках данного инновационного проекта в условиях ХМИ им. Ж.Абишева, опытно-промышленными испытаниями по выплавке среднеуглеродистого ферромарганца с использованием комплексного восстановителя алюмосиликомарганца и низскофосфористого ферросиликомарганца.

Основную научно-исследовательскую работу сотрудники лаборатории совмещают с участием в исследованиях по фундаментальным и прикладным тематикам Химико-металлургического института, активно участвует в выполнении хоздоговорных работ с промышленными предприятиями Казахстана (Аксуский завод ферросплавов, ТОО «Казогнеупор», Актюбинский завод ферросплавов, Таразский металлургический завод, горнодобывающий металлургический завод ТОО Tau-ken Temir, Жайремский горно-обогатительный комбинат) результаты которых, находят практическое применение и внедрение в производство.

Результаты научно-исследовательских работ лаборатории опубликованы в ведущих отечественных журналах рекомендованных комитетом науки (Труды Университета, Вестник Карагандинского Индустриального Университета) и зарубежных журналах входящие в базу данных Scopus (Металлургия - Хорватия, Известия ВУЗов Черная металлургия - РФ). Оригинальность научных результатов подтверждается получением патентов РК.

Перечень основных значимых публикаций в научных журналах, имеющих по данным информационной базы web of science, scopus, thomson reuters ненулевой импакт-фактор

1. Isin D.K.,Baisanov S.O.,Tolymbekov M.Zh.,Azbanbaev E.M.,Baisanov A.S.,Isin B.D.,Isagulov D.A. Ilmenite concentrate properties and processing methods/Metallurgist.- 2013, Vol. 57, No. 7–8, pp. 449–454. (Impact Factor 0.243)платформа Web of science/ БД Scopus
2. Shayakhmetov B.,Issagulov A.,Baisanov A.S.,Karakeyeva G.,Issagulova D.Studying phase structure of burned ferrous manganese ores by method of nuclear gammaresonance spectroscopy/ Metalurgija.- 2014, Vol. 53, Issue 2, pp. 231–234. (Impact Factor 0.959)платформа Web of science/БД Scopus
3. Isin D.K.,Baisanov S.O.,Baisanov A.S.,Mekhtiev A.D.,Isin B.D.Technology for producing crystalline silicon with the use of non-traditional reducing agents/Metallurgist.- 2014, Vol. 57, Issue 11–12, pp. 1022-1029. (Impact Factor 0.243) платформа Web of science/БД Scopus
4. А.З. Исагулов, А.С. Байсанов, Е.Н. Махамбетов, М.А. Набиев, Е.Ж. Шабанов, А.М. Байсанова. Переработка и использование твердых техногенных отходов – отвальных металлургических шлаков для получения кальцийсодержащих ферросплавов //Черная металлургия. – 2017. - №9. – С.95-97.
5. A. Issagulov, N. Ospanov, A. Bayssanov, Ye. Makhambetov, D. Issagulova. Studying possibility of smelting refined ferromanganese grades using silicon aluminum reducer //Metalurgija. - 201– 2016. - №4. - pp. 709-711
6. I. Bartenev, A. Issagulov, A. Baysanov, V. Roshchin, E. Makhambetov, G. Sirgetayeva, D. Issagulovа. Studying microstructure and phase composition of a new complex calcium containing alloy /Metalurgija. – 2016. - №4. - pp. 727-729
7. Isin D. K.,Baisanov S. O., Tolymbekov M. Zh., Baisanov A.S., Mekhtiev A. D., Isagulov A. Z.,IsinB. D..Ferrochromium smelting technology/ Metallurgist. – 2013 Vol: 57 Issue: 7-8 pp. 682-689(Impact Factor 0.293)платформа Web of science
8. Tolymbekov, M.Zh.,Kelamanov, B.S., Baisanov, A.S.,Kaskin, K.K..Processing Kazkahstan's chromonickel ore / Steel in Translation. – 2008. Volume 38, Issue 8, Pages 660-663, БД Scopus
9. Kelamanov B., Tolymbekov M., Kaskin K., Baisanov A. Thermal analysis of agglomerated nickel ore /12th International Ferroalloys Congress, INFACON 2010. 2010. pp 657-659БД Scopus
10. Samuratov Ye., Baisanov A., Tolymbekov M. Complex processing of iron-manganese ore of central Kazakhstan/ 12th International Ferroalloys Congress, INFACON 2010. 2010. pp 517-520 БД Scopus
11. Mukhambetgaliev E.K., Baisanov S.O., Baisanov, A.S. Improving the process of making alumosilicomanganese/ Russian Metallurgy (Metally). 2013. - Issue 11, Pp 816-819БД Scopus
12. Shabanov E.Z., Baisanov, S.O., Isagulov A.Z., Baisanov, A.S., Chekimbaev, A.F.. Fabrication of a complex aluminosilicochrome alloy by a slag-free method/ Russian Metallurgy (Metally). 2014.- Issue 11, Pp 358-360 БД Scopus

---

Выполняемые проекты

В рамках грантового финансирования по научным и (или) научно-техническим проектам на 2021-2023 годы выполняется проект АР09058310 "Разработка технологии выплавки нового комплексного титансодержащего ферросплава" (№ госрег. 0121РК00348, договор № 87-КМУ 2 от 02.03.2021 г., заказчик - Комитет науки Министерства образования и науки Республики Казахстан)

Этап 2021 года "Подбор оптимальных составов шихтовых материалов и условий выплавки титансодержащего ферросплава" (Инв. № 0221РК00301)

В настоящее время в РК предприятия, нуждающиеся в эффективных раскислителях при выпуске сталей вынуждены использовать альтернативные виды ферросплавов, не позволяющие в полной мере придавать специфические свойства сталям, поэтому сортамент высокопрочных сталей сокращен до минимума. Многостадийность и многокомпонентность ограничивает применение существующих традиционных технологий по выплавке низкопроцентных марок ферротитана. Все это вызывает необходимость осуществления комплекса научно-исследовательских работ по совершенствованию и внедрению технологических процессов производства ферротитана из отечественного сырья с наращиванием объемов их производства и сырьевого импортозамещения.

Цeлью paбoты является исследование и разработка одностадийного бecшлaкoвoгo карботермического способа получения комплексного титансодержащего ферросплава из высокозольных углей Казахстанских месторождений, ильменитового концентрата и богатого титанового шлака.

Впервые в металлургической практике будет исследована технология выплавки титансодержащего ферросплава карботермическим бесшлаковым способом из высокозольных углей, ильменитового концентрата и богатого титанового шлака.

Члены иследовательской группы:

1) Байсанов Алибек Сайлаубаевич - https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=25654652900; Scopus Author ID: 25654652900; h-индекс (Scopus): 5; Web of Science Researcher ID: _ O-5201-2017; ORCID: 0000-0002-3025-7267

2) Махамбетов Ерболат Нысаналыулы - https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57189221884; h-индекс (Scopus): 2; Scopus ID: 57217735552

3) Воробкало Нина Руслановна - https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57214869546; h-индекс (Scopus): 1; Scopus ID: 57214869546 ORCID: 0000-0002-3240-104X

4) Мусин Азат Мергенович

5) Ахметбекова Анель Болатовна

6) Мукатаев Канат Калижанович

Отечественные предприятия из-за отсутствия в РК собственного ферротитана при выпуске сталей используют альтернативные виды ферросплавов, не позволяющие в полной мере устранять специфические дефекты в сталях. В разрабатываемой технологии могут быть заинтересованы основные производители ферросплавов - Аксуский завод ферросплавов, Темиртауский электрометаллургический комбинат и Таразский металлургический завод. В конечной продукции могут быть заинтересованы основные потребители ферротитана - АО «Кастинг», ТОО «KSP steel», АО «АрселорМиттал Темиртау» и заводы стран ближнего и дальнего зарубежья.

Этап 2022 года «Исследование и разработка технологии выплавки нового комплексного титансодержащего ферросплава»

На данный момент по проекту выполнено:

- Подобран оптимальный состав шихтовых материалов и условий выплавки титансодержащего ферросплава

- Изучены физико-химические свойства шихтовых материалов и проведен полный термодинамический анализ совместного карботермического восстановления Ti, Si, Al и Fe на программном комплексе «Terra»

- Спрогнозирован конечный фазовый состав титансодержащего комплексного ферросплава методом термодинамически-диаграммного анализа системы Ti-Si-Al-Fe и с помощью программного комплекса «Triangle»

- Проведены укрупненно-лабораторные испытания по выплавке титансодержащего ферросплава в рудно-термической печи с мощностью трансформатора 0,2 МВА. Получен опытный образец и опытная партия сплава.

- Изучены физико-химические характеристики титансодержащих ферросплава

- Начаты работы по разработке технологического регламента на сплав

Опубликованные научные труды:

1. Vorobkalo N.R., A.S. Baisanov,  Makhambetov Ye.N., Zayakin O.V. Investigation of the possibility of obtaining a complex titanium-containing ferroalloy by a one-stage carbothermal method// CIS Iron and Steel Review. – 2022. – Vol. 24. – P. 17-23 (на момент подачи процентиль журнала 62).

2. Воробкало Н.Р., Байсанов А.С.,  Махамбетов Е.Н., Заякин О.В. Исагулов А. З.,  Исследование физико-химических свойств шихтовых материалов для карботермической выплавки нового комплексного титансодержащего ферросплава // Труды Университета. – 2022. – № 4. – С. 65-71

3. Воробкало Н.Р., Байсанов А.С., Махамбетов Е.Н., Әбдірашіт А., Тажиев Е.Б. Исследование термических свойств шихтовых материалов для выплавки ферросплава с титаном карботермическим способом // Вестник КазНИТУ (ожидает публикации)

4. Байсанов С.О., Байсанов А.С., Воробкало Н. Р., Махамбетов Е.Н. Мукатаев К.К., Мусин А. М. Шихта для получения комплексного титансодержащего ферросплава одностадийным

5. Тимирбаева Н.Р., Байсанов А., Исагулов А.З., Заякин О.В. Исследование свойств шихты для выплавки титансодержащих ферросплавов карботермическим способом// Сатпаевские чтения – 2021: тр. междунар. науч.-практ. конф. – Алматы, 2021. – Т. 1. – С. 1318-1321.

6. Timirbayeva N., Baisanov A.S., Zayakin O.V., Issagulov A.Z. Study of properties of charge materials for titanium-containing ferroalloys melting // Topical issues of rational use of natural researchers: proceeding of the XVII international forum-contest of student and young researchers. – Saint Petersburg: Saint Petersburg Mining University, 2021. – Vol. 1.
 – P. 156-157.

7. Воробкало Н.Р., Махамбетов Е.Н., Тургунова К.К., Шариева С.С. Термодинамический анализ систем Ti-Al-Si и Ti-Si-Fe с помощью программного комплекса Terra // Интернаука: электрон. научн. журн. 2022. № 37(260). URL: https://internauka.org/journal/science/internauka/260 DOI:10.32743/26870142.2022.37.260.345687.

Члены исcледовательской группы

1) Байсанов Алибек Сайлаубаевич- Scopus Author ID: 25654652900; h-индекс (Scopus): 5; Web of Science Researcher ID: _ O-5201-2017; h-индекс (Web of Science): 3; ORCID: 0000-0002-3025-7267

2) Воробкало Нина Руслановна - Scopus ID: 58055328000; h-индекс (Scopus): 3; ResearcherID Web of Science: ABF-6750-2021; h-индекс (Web of Science): 2; ORCID: 0000-0002-3240-104X

3) Мыңжасар Есмұрат Аманғалиұлы - Индекс Хирша (Scopus) - 0; Индекс Хирша (WoS) - 0; ResearcherID: AGN-2853-2022; https://orcid.org/0000-0002-4268-5664

4) Мусин Азат Мергенович

5) Макишев Амир Куатович

В рамках грантового финансирования по научным и (или) научно-техническим проектам на 2022-2024 годы выполняется проект АР14870218 "Исследование и разработка технологии выплавки кристаллического кремния из брикетированной моношихты, полученной из отходов кремниевого производства" (№ госрег. 0122РК00818, договор № 283/30-22-24 от 18.10.2022 г., заказчик -Комитет науки Министерства науки и высшего образования)
Цели 

Разработать полную технологическую схему выплавки технического кремния с использованием брикетированной моношихты из отходов кремниевого производства, микросилики, и углеродистыми восстановителями. Добиться стабильного режима печи и легкорегулируемого процесса выплавки при максимальной замене до 100% по кремнезему.

Задачи проекта

Для достижения цели проекта необходимо решение следующих задач:

- На первом этапе необходимо провести исследование и разработка технологии окускования микросилики с различными углеродистыми восстановителями в разных соотношениях, подбор оптимального связующего материала. Определение оптимальных условий брикетирования (вид и расход связующего компонента, способ брикетирования, соотношение шихтовых компонентов, влажности шихты) и получение брикетированной моношихты требуемой механической и термической прочности. Наработка опытной партии высокопрочных брикетов с оптимальным соотношением компонентов шихты и связующей добавки;

- На следующем этапе будет проведено исследование и разработка технологии выплавки из полученной моношихты технического кремния повышенной чистоты марок Кр0 и Кр00 в рудно-термических печах постоянного и переменного тока;

- Проведение укрупнено-лабораторных испытаний по выплавке кристаллического кремния из брикетированной моношихты в рудно-термической печи с мощностью трансформатора 200кВА;

- Проведение крупно-лабораторных испытаний по выплавке технического кремния из брикетированной моношихты на рудно-термической печи постоянного тока мощностью трансформатора 50кВА;

- Логическим завершением данного проекта является проведение полупромышленных испытаний по выплавке технического кремния из моношихты, разработка технологического регламента по выплавке технического кремния и технологического задания на проектирование цеха с рудно-термической печью средней мощности 2,5-5 МВА по переработке микросилики.

В 2022 году по проекту выполнено:

- Исследована и разработана технология получения брикетированной моношихты из микросилики

- Проведены исследования по брикетированию микросилики с различными углеродистыми восстановителями

- Определены прочностные характеристики полученных брикетов

- Исследована технология выплавки кристаллического кремния из брикетированной моношихты, полученной из микросилики

- Начаты работы по проведению укрупненно-лабораторных испытания по выплавке кристаллического кремния из брикетированной моношихты в рудно-термической печи с мощностью трансформатора 200 кВА.

Опубликованные труды:

1) Baisanov A., Vorobkalo N., Makhambetov Y., Mynzhasar Y., Zulhan Z. (2023). Studies of the thermal stability of briquettes based on microsilica. Kompleksnoe Ispolzovanie Mineralnogo Syra. – 2023. –  327(4). – Р. 57–63. https://doi.org/10.31643/2023/6445.40

Члены исследовательской группы:

1) Байсанов Алибек Сайлаубаевич - Scopus Author ID: 25654652900; h-индекс (Scopus): 5; Web of Science Researcher ID: _ O-5201-2017; h-индекс (Web of Science): 3; ORCID: 0000-0002-3025-7267

2) Воробкало Нина Руслановна - Scopus ID: 58055328000; h-индекс (Scopus): 3; ResearcherID Web of Science: ABF-6750-2021; h-индекс (Web of Science): 2; ORCID: 0000-0002-3240-104X

3) Мыңжасар Есмұрат Аманғалиұлы - Индекс Хирша (Scopus) - 0; Индекс Хирша (WoS) - 0; ResearcherID: AGN-2853-2022; https://orcid.org/0000-0002-4268-5664

4) Мусин Азат Мергенович

5) Макишев Амир Куатович