Способ выплавки углеродистого фер-ромарганца

Способ выплавки углеродистого фер-ромарганца

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(}11

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28,05.79 (21) 2770574 22-02 (51) М. Кл. с присоединением заявки №вЂ”

С 21 С 7/00

Ввуднретввннм}1 квм твт

СССР ав лвлам нзобрвтвннй н етнрмтнй (23) Приоритет—! (53) УДК669.168 (088.8) Опубликовано 30.05.81. Бюллетень № 20

Дата опубликования описанная 31.05.81

О. В. Курнушко, В. И. Матюшенко, В. М. Ермол

Б. Ф; Величко и В. Т. Зубанов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ

УГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОМАРГАНЦА

Изобретение относится к черной метал-. лургии, а именно к производству ферросплавов.

Известен способ получения углеродистого ферромарганца, включающий выплавку сплава одностадийным флюсовым процессом из смеси фосфористых марганцевых руд и марганцовистого железистого конвертерногО шлака, взятых в отношении 3: 1 (1).

Недостатками известного способа являются низкая производительность процесса в результате использования в шихте мар- }О ганцевой руды, содержащей марганец в виде высших окислов; низкое извлечение. марганца в сплав, вызванное снижением активности закиси марганца, в результате плохого растворения извести в шлаковом расплаве. йри применении в качестве флюса конвертерного шлака; повыщенный расход кокса, обусловленный необходимостью восстановления марганца из соединений, в которых марганец имеет валентность выше двух.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения углеродистого ферромарганца флюсовым процессом из низко. основного марганцевожелезистого агломерата, заключающийся в загрузке в электро2 печь смеси шихтовых компонентов, содер-" жащей кроме агломерата известняк, кокс и железный концентрат, плавление за.один прием в электропечи всей шихтовой смеси, восстановление марганца и кремния и выпуск металла и шлака в ковш.

Применение низкоосновного агломерата вместо неподготовленных марганцеворуднык шихтовых компонентов повышает извлечение марганца на 1,8% и снижает удельный расход электроэнергии на 400 кВтч (2).

Недостатками способа являются низкая производительность печи; высокий расход электроэнергии, обусловленный необходимостью обжига известняка; низкое извлечение марганца, ввиду низкой активности закиси марганца в низкоосновном агломерате (в нем 25 — ЗОО/О свободных окислов марганца, остальной марганец находится в виде силикатов).

Цель изобретения —: повышение извлечения марганца и производительности электропечи.

Поставленная цель достигается тем, что в известном.способе, вил@чающем проплав ление марганцевого агломерата, восстановление марганца и кремния из агломерата

834!48

5!

S5 твердым углеродом в одНой печи, совместный выпуск продуктов плавки,,восстановление окислов марганца и кремния .в электропечи ведут вначале из низкоосновного агломерата (основностью 0,5 — 1,0) без флюса до получения кремнистого сплава (6 — !0 /p Si).

После получения кремнистого сплава в печь загружают высокоосновный марганцевый агломерат (основностью 1,5 — 3,0), проплавляют его совместно с кремнистым сплавом.

При этом из высокоосновного агломерата получается высокоосновный марганцевый шлак, содержащий 14 — 15 /р Мп, которым рафинируется кремнистый сплав в электропечи в процессе выдержки сплава и их совместного выпуска до содержания кремния в конечном углеродистом ферромарганце от 2 до 8О/О.

Этот технологический прием обеспечивает более эффективное использование электрической мощности трансформатора за счет работы печи на более высоких ступенях напряжения при проплавлении низкоосновного агломерата и воэможность введения в шихту избытка восстановителя, так как кислые шлаки обладают меньшей электропроводностью, чем основные. Использование высокоосновного агломерата вместо известняка уменьшает кратность шлака с 2,5 до 1,7—

l,8. В целом это позволяет увеличить пере ход марганца в сплав до 81 /p вместо 74 /p по известному способу, уменьшить удельный расход электроэнергии и кокса. Таким образом, сущность изобретения состоит в том, что в нем осуществляется интенсивный процесс восстановления марганца и кремния с получением силикомарганца на первой стадии плавки в электропечи и последующем получении низкокремнистого ферромарганца и основного марганцевого шлака, которым силикомарганец рафинируется от кремния в процессе выдержки в электропечи и на выпуске при смешении продуктов плавки.

Общее расходное соотношение низкоосновного и высокоосновного агломератов определяется расчетным путем исходя из их исходной основности и необходимости получения основности конечного шлака равной 1,1 — !,3, что позволит регулировать содержание кремния в конечном углеродистом ферромарганце от 2 до 8О/p.

Введени процесса выплавки углеродистого ферромарганца на смеси низкооснов. ного и высокоосновного агломерата обеспечивает улучшение хода технологического процесса по следующим причинам.

Оптимальной основностью шлака при производстве углеродистого ферромарганца флюсовым процессом является отношение

CaO/SiO = 1,1 — 1,3. Увеличение и понижение этой величины отрицательно сказывается на извлечении марганца.

10. l5

3!!

В первом случае, резко увеличивается вязкость шлаков, в которых запутывается большое количество корольков металла, во-вторых, снижается активность закиси марганца, ввиду образования силикатов марганца (МпО SiO, и 2МпО SiO,), восстановление марганца из которых затруднено.

Проведенные опыты по получению офлюсованного марганцового агломерата основностью 1,1 — 1,3 показали, что их механическая прочность при длительном хранении на воздухе и, самое важное, при нагреве в электропечи снижается и на колошнике печи агломерат представляет из себя продукт разложения офлюсованного марганцевого агломерата, который ухудшает газопроницаемость шихты, это приводит к образованию свищей выбросов шихты из,-под электродов, спеканию колошника.

Особенностью высокоосновного агломерата (1,5 — 30) является более полное усвоение извести в нем, а также наличие связки, представляющей собой силикатную составляющую по своему составу близкую к двухкальциевому силикату, в решетке которого находятся окислы марганца и железа, что, по-видимому, и является причиной более высокой стойкости высокоосновного марганцевого агломерата на воздухе и в электропечи при воздействии высоких температур.

Низкоосновной агломерат (0,5 — 1,0) имеет высокую механическую прочность во всем температурном интервале, что обеспечивается образованием весьма прочного каркаса из силикатов марганца и железа.

Ведение процесса выплавки углеродистого ферромарганца постадийно на низкоосновном и высокоосновном агломерате позволяет сохранить высокую механическую и термическую прочность марганцевого сырья, поддерживая основность конечного шлака на оптимальном уровне 1,! — 1,3.

Исследование кинетики восстановления, марганца и кремния из агломератов позво-лило установить, что восстановление марганца из высокоосновного марганцевого агломерата протекает быстрее и в большей степени с получением низкокремнистого ферромарганца, в то время как, из низкоосновного агломерата восстановление марганца и кремния происходит с получением низкоуглеродистого силикомарганца. Это положительный факт, поскольку восстановление кремния из ниэкоосновного агломерата интенсифицирует процесс получения углеродистого ферромарганца за счет последующего рафинирования кремния силикомарганца основным шлаком.

Экспериментальную проверку разработанного способа осуществляли в крупнолабораторной печи мощностью 100 кВА.

Пример 1. В электропечь непрерывно загружали низкоосновный агломерат ос834148

Соле марг в отва шлак сивость

0i 5„O„

Соот агло высок о- оси о ного

OCH OBного звл ение п,%

0,8 1,0 1,9 0,7

О 8 1 О 1 9 О 7

О 8 1 О 1 9 О 7

102,6% -3,3%

104,3% -3,9%

4,8 77,9 11,8 6,0 0,40 7,8 1,25 80,3

4,2 77,8 10,5 7,1 0,38 7,0 1,31 81,1

Ц6

0,75

0,30

6,7 78,6 12,9 0,8 0,44 9,95 1,15 78,4 101,6% -2,2%

88,7% +5,6% Режим работы печи не стабилен

95,3% +2,7%

1,35 67,6

6,6 75 8 12,6 1,1 0,42 10,6

0,80

0,7

0,8 1,0 1,9

0,7

1,20 66,3

7эо 79э8 13э6 Оэ 1 Oэ48 14э6

4,5 78,0 11,2 5,8 0,40 10,3

4,1 78,2 11,0 6,3 0,38 10,1

0,25

1,9

08 1,0 ,004 1,0

1,4 1,0

1 5 1,0

0i03 1,0

L15 78,9 100,8% -0,7%

0,60

1,0

3,0

101,0% -1,1%

8 шлаке

96,3% +1 ° 6 болыное

92,7% +1 8% ксрольков

103,2% -3,5%

1,10 79,2

0,60

0,5

1,5

4,5 78,6 11,0 5,5 0,41 6,6 1,85 68,8

5,4 77,6 13,1 3,3 0,44 16,7 0,52 66,9

0,60

З,О

1,0

0,60

0,5

1,5

4,3 78,2 10,4 6,6 0,35 8,7

1,28 80,5

1,30 80,8

1,46 73,4

70% 21,S%

0,60

004 1,0 3,0

1,0

103,6% -3,6%

98,7% +1,7 нале не

4,1 77,9 10 8

4,4 78,3 11,1

6,8 0,33 э

6,2 0,35

8,1

0,60 60% 2S,0%

0,60 80% 1S 1%

З,О.

1,0

0,04 1,0

7,7

0,04 1,0 30

1,0 корольков

Известный способ

1,0

100% Ю,0% меювлла в шлаке

0,5 0,48 12,9

1,33 74,0

6,3 78,6

0,7

+ - произволнтельность печи по известному способу принятa за 100%)

++- изменение раскопа влектровиергни взято в относнтельнык пронентвк по отношенво к известному.

Формула изобретения новного марганцевого агломерата до получения кремнистого сплава, после чего в печь

Способ выплавки углеродистого ферро- задают высокоосновной марганцевый агломарганца флюсовым процессом, включаю- мешат и проплавляют его совместно с кремщий проплавление марганцевого агломерата, нистым сплавом. восстановление марганца и кремния из аг- Источни ки и нформа ции, ломерата твердым углеродом в одной элект- принятые во внимание при экспертизе ропечи, совместный выпуск продуктов плав- 1. Авторское свидетельство СССР ки, отличающийся тем, что, с целью повы- № 247974, кл. С 21 С 7/00, 1968. шения извлечения марганца и производи- 2. Материалы l îé Республиканской тельности электропечи, восстановление мар- конф. молодых ученых. Тбилиси, 1975, с. 33 ганца и кремния ведут вначале из низкоос- 36. Н1414ПИ Заказ 4008/48 Тираж 618 i ыдииснос

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 новностью 0,5 в количестве 1О кг совместно с коксом навеской 2 кг, проплавляли и получали высококремнистый ферромарганец, состава: 74 5% Мп, 6,2 Si 4 80/р С 0 38% P.

Затем высокоосновный агломерат в количестве 10 кг и 1,5 кг кокса проплавляли совместно с кремнистым ферромарганцем.

В результате послойного проплавления низкоосновного и высокоосновного агломерата с избытком и недостатком восстановителя был получен ферромарганец, состава; 79%

Мп, 2,1% Si, 6,3% С, 0,38% Р. Извлечение марганца составило 80,5%. Кратность шлака — 1,8. Содержание марганца в отвальном шлаке — 6,5%.

Восстановление марганца и кремния вначале из низкоосновного марганцевого агломерата с получением кремнистого сплава с последующим введением в печь высокоосновного марганцевого агломерата и проплавлением с ним полученного кремнистого сплава снизило кратность шлака, повысило извлечение марганца и производительность печи по сравнению с непрерывной плавкой низкоосновног0 агломерата (см. табл.) .

Пример 2. В той же печи проплавили месь низкоосновного агломерата, извести, кокса и железной стружки. Извлечение марганца при непрерывной загрузке шихты постоянного.состава составляло 73,4%, содержание марганца в шлаке — 8,5%, кратность шл а ка — 2,5.

Пример 3. Аналогичен примеру 2, но непрерывно проплавляли высокоосновной агломерат с коксом и железной стружкой, . Вследствие высокой вязкости шлака процесс вынуждены были прекратить. При этом имели высокие потери металла в виде корольков

Извлечение марганца составляло 68%, кратность ш л а ка — 2,7.

Анализ приведенных примеров осуществления предлагаемого способа показывает преимущества предлагаемого по сравнению с известным по извлечению марганца и про20 иэводительности печи.