Шихта для производства марганцевого агломерата

Шихта для производства марганцевого агломерата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (u 998555

+bali, / "(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.04. 81 (21) 3301922/22-02 с присоЕдинением заявки ¹â€” фИ1М. Кп.з

С 22 В 47/00

С 22 В 1/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 2302.83. Бюллетень № 7 (33) УДК 669. 74. 3 (088. 8) Дата опубликования описания 230283

И.П. Рогачев, А. Н.Овчарук, М. И..-Гастйс епеленк

О.Г. Ганцеровский, Г.Д.Ткач, Э;С. Карманов,. Б.Ф.

В.Т.Зубанов, A.Ô.Ôîìè÷åâ, И. И Люборец, Й .НгБЬльч и A. B. Петров;" - - -;

1

Днепропетровский ордена Труд@ваго КрасноЫо:. В1А ни металлургический институт;: (72) Авторы изобретения о, ичко, нко (71) За я в и тель (54) ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МАРГАНЦЕВОГО

АГЛОМЕРАТА

0,2-2,5

Изобретение относится к черной ,.етаЛлургии и может быть использовано при производстве ферросплавов..

Известна шихта для производства марганцевого агломерата, состоящая из марганецсодержащего сырья, возврата агломерата и коксика Г1 3.

Недостатком этой шихты является низкий . выход годного агломерата, что обусловлено наличием в рудной части большого количества фракции 30 мм, ухудшающей газопроницаемость смеси.

На Никопольском заводе ферросплавов в шихту для производства агломерата вводят до 10Ъ отвального шлака углеродистого ферромарганца с содержанием 12,5% Мп, 35,8% Si02; 37,4%

СаО и 2,1Ъ Ngp. При этом концентрация марганца в агломерате снижается на 2,5%, а основность ((Са0+И90)/Si02) возрастает с 0,305 до 0,41.

Применение такого агломерата (с . пониженным содержанием марганца) при производстве силикомарганца сопровождается ухудшением технико-экономических показателей его выплавки, Известно, например, что снижение концентрации марганца в исходном сырье на 1Ъ понижает извлечение марганца в сплав на 0,64-1,63%.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является шихта, содержащая концентрат, шлам, возврат агломерата, коксик, пыль марганцевых ферросплавов и марганцеворудную пыль (2), при следующем соотношении компонентов вес.Ъ|

Шлам 0,2-3,5

Возврат агломерата 20-35

Коксик 7-9

Пыль марганцевых ферросплавов 0,2-2,5

Марганцеворудная пыль

Марганцевый концентрат Остальное

Кроме отмеченных недостатков (низкий выход годного агломерата и снижение содержания марганца в агломерате), известная шихта не позволяет утилизировать ценные отходы производства, например шлакометалличес998555

10-35

0,02-15 кую смесь, образующуюся в больших количествах при переработке шлака.

Целью изобретения является повышение качества агломерата и извлече- ния марганца при выплавке из него сплавов, а также утилизация отходов. ферросплавного производства.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для производства марганцевого агломерата, содержащая марганецсодержащее сырье, возврат агло- 10 мерата, углеродистый восстановитель, марганецсодержащие шламы и пыль, дополнительно содержит шлакометаллическую смесь при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ: 15

Марганецсодержащие шламы и пыль 0,1-20

Возврат аглбмерата

Углеродистый восстановитель 5-12

Шлакометаллическая смесь

Марганецсодержащее сырье Остальное

Кроме того, в качестве шлакометал-З0 лической смеси она содержит марганецсодержащие отсевы шлакопереработки производства силикомарганца фракции

0-13 мм, содержащие 3,25Ъ металлических частиц. 35

Причем . в качестве шлакомет аллической смеси она содержит металлоконцентрат с содержанием 30-98Ъ металлических частиц, полученный при обогащении марганецсодержащих отсевов шла-40 копереработки фракции 0-13 мм, Сущность предложения заключаетcH в следующем.

Шлакометаллическая смесь получается в процессе дробления и рассева 45 по фракциям отвальных марганецсодержащих шлаков, образующихся, например, при производстве товарного силикомарганца. Известно, что при производстве силикомарганца 8-10Ъ сплава теряется с отвальными шлаками в. виде

50 корольКов металла, представленных в основном фракцией 0-10 мм.

В зависимости от фракционного состава смеси содержание в ней металлических частиц колеблется от 3 до 25Ъ.

Обогащение смеси известными способами позволяет довести содержание металлических частиц до 98Ъ. Металл содержит 60-80Ъ Мп, 5-19Ъ Si, а также незначительное количество железа и углерода. В шлаковой составляющей смеси содержится до 15Ъ Мп.

Преимущество предложенного состава заключается в том, что металлические частицы повышают теплопровод- 65 ность шихтовой .-,меси и способствуют более полному и равномерному ее спеканию. Наличие в шлаковой составляющей легкоплавких силикатов марганца обеспечивает раннее появление жидкой фазы, которая цементирует рудные зерна в процессе спекания. Это позволяет повысить выход годного агломерата.

Кроме того, высокое содержание марганца в обогащенной шлакометаллической смеси позволяет увеличить его концентрацию в агломерате.

Предложенный состав шихты для производства агломерата позволяет наиболее рационально и практически полностью утилизировать все марганецсодержащие отходы, образующиеся на ферросплавных заводах при выплавке марганцевых сплавов.

Использование такого агломерата для выплавки марганцевых сплавов,благодаря повышенному в нем содержанию марганца и кремния (в металлических частицах), позволяет интенсифицировать восстановительные процессы и повысить извлечение марганца.

Выбор граничных значений предлагаемых компонентов обусловлен существующей технологией производства марганцевого агломерата, а также обнаруженной зависимостью между выходом годного агломерата и соотношением компонентов.

Так, на аглофабрике Никопольского завода ферросплавов расход смеси шлака и пыли, возврата и восстановителя определяется качеством применяемого марганецсодержащего сырья и составляет 0,1-20ЪÄ 10-35Ъ и 5-12Ъ соответственно. В случае использования возврата менее 10Ъ и коксика менее 5Ъ гаэопроницаемость шихты низкая, что сопровождается уменьшением производительности агломашин и ухудшением качества агломерата. Это наблюдается также при введении в-шихту более 35Ъ возврата и 12Ъ восстановителя.

Количество марганецсодержащих шлаков и пыли в шихте определяется гранулометрическим составом основного марганецсодержащего сырья ° При использовании марганцевого концентрата

I с высоким (30-40Ъ) содержанием мелкой ,фракции ((1 мм), расход шлама и пыли является минимальным (не более 0,1Ъ).

Наличие в рудной части шихты большого количества фракции 5-0 мм требует максимального расхода (до 20Ъ) пыли и шлама с целью повышения комкуемости шихты.

Соотношение шлакометаллической смеси определяется ее гранулометрическим составом, качеством марГанецсодержащего сырья, количеством вводимых шламов и пили, а .также содержанием металлической составляющей в смеси. При использовании марганцевого концентрата с низким содержанием

998555 (35%) марганца, максимальном расходе. шламов и пыли (20%) и среднем содержании (45%) металлических частиц. Количество шлакометаллической смеси является максимальным (15%) ° Повышенное содержание марганца в сырье и минимальное количество шламов в пыли (0,1%) требует меньшего расхода (0,02%) шлакометаллической смеси, содержащей максимальное количество (98%) корольков металла. 10

Применение шлакометаллической смеси фракции более 13 мм приводит к снижению выхода годного агломерата.

Это обусловлено тем, что крупные .частицы металла и шлака в процессе спе- 15 кания не успевают усвоиться расплавом и при остывании агломерата способствуют его разрушению.

Для подтверждения выбора граничных значений компонентов в идентич- 20 ных условиях были проведены исследования по агломерации известной шихты и предложенной. Спекание осуществляли в лабораторной чаше с площадью спекания 0,125 мм и высотой 350 мм.25

Сдозированные материалы тщательно перемешивали и подвергали окомкованию в барабане в течение 2 мин, а затем загружали в чашу и спекали.

Прочность агломерата определяли по барабанной пробе. Выход годного оценивали по количеству фракции +10 мм.

Спекание агломерата производили с использованием шлакометаллической смеси фракции 0-13 мм, содержащей- 35

43% металлических частиц (среднее значение). Результаты проведенных исследований представлены в табл.3.

Гранулометрический состав шлако-, металлической смеси, применяемой при проведении. экспериментов, приве- 40 ден в табл.1.

Химический состав отсевов шлакопереработки Никопольского завода ферросплавов и металлоконцентрата., полученного после их обогащения, пред- 45 ставлен в табл.2.

Шлакометаллическая смесь фракции

0-15 мм содержит значительное количество крупных частиц металла и шлака, способствующих снижению прочнос- 50 ти агломерата.

Из табл.3 следует, что с повышением в шихте шлакометаллической смеси с 0,01 до 7,5%- выход агломерата фракции +10 мм возрастает до 78,4%, что на 1,9% выше, чем в изчестной шихте.

Оптимальным составом предложенной шихты следует считать 31,5% марганцевого агломерата, 22,5% возврата, 10,05% марганецсодержащих шламов и пыли, 8, 5 углеродистого восстановителя и 7,51% шлакометаллической смеси.

Укаэанный состав шихты обеспечивает максимальный выход годного агломерата.

Исследованиями т акже уст ановлено, что расход шлакометаллической смеси в предложенной шихте составляет 0,0215%. В случае использования этого материала менее 0,02% выход фракции

+10 мм является низким и агломерат по механическим свойствам не удовлетворяет ГОСТ 15137-77. То же наблюдается и при применении шлакометаллической смеси более 15%, что обусловлено недостаточным или избыточным содержанием в шихте металлической составляющей. Применение шлакометаллической смеси фракции более 13 мм резко снижает выход годного. Кроме того, ввод в шихту шлакометаллической смеси, содержащей в данном случае 50,5% марганца, позволяет повысить его концентрацию в агломерате . на 1,2%.

Выбранные граничные значения компонентов шихты подтверждены также проведенными на кафедре злектрометаллургии в печи 140 кВа сравнительными опытными плавками силикомарганца.

Выплавку сплава осуществляли на агломерате, полученном из шихты известного состава (вариант 1) и предложенного (варианты 3, 4..и 5) . Установлено, что извлечение марганца при получении силикомарганца из опытного агломерата в среднем на 1,4% выае по сравнению с применением агломера-.. та известного состава.

Таким образом, предложенная шихта для производства марганцевого агломерата обеспечивает повьзаение его ка-. чества (механической прочности и содержания марганца), извлечения марганца при выплавке ферросплавов и утилизацию отходов ферросплавного производства.

Получение агломерата по предложенной шихте и его использование в производстве ферросплавов возможно осуществить на Никопольском заводе ферросплавов, что позволит организовать безотходный технологический процесс и повысить сквозное извлечение марганца.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения предложенного состава шихты для производства агломерата составит 1319,36 тыс.руб. в год. 998555

Таблица 1

Содержание фракций шлакометаллической смеси, Ъ

Фр акци я, мм

15-12. 12-10 7-10 5-7 4-5 3-4

Фракция 0-13 мм

6,25 43,25 16,1 22,1 12,3

16,1 8,6 37,1 17,6 12,4 8,2

Фракция 0-15 мм

Таблица 2

Содержание компонентов, Ъ

Материал

Ип Fe SiO A1203 Са0 MgO P

Отсевы шлакопереработки 23,4 1,2 47,1 5,6 12,2 3,6 0,015

Металлоконцентрат

59,5 0,3 29,2 0,6 3,6 0,7 0,06 а блиц а 3

Состав шихты по вариантам, вес.Ъ:

L Л

Материал и показ ат ели.1 l

5 6 7

Марганцевый концентрат

88,94 84,88 51,44

10 51,44

37 22,5

22 10,05

14 8,5

17 7,51

10 22,5

27,5

4,5

0,05

0,1 10,05 20

5 85 12

0,02 7,51 15

0,01

77,3 78,4 77,5 73,2 72,3

74,3

76,5

74,7

73,9 75,8

73,4

П р и м е ч а н и е. Шихта вариант 2 содержит менее минимальных значений компонентов, вариант 3 - минимальные значения; вариант 4 - средние значения; вариант 5 — максимальные значения; вариант 6 - превышающие максимальные значения; вариант 7 - с использованием шлакометаллической смеси фракции 0-15 мм, Возврат агломерата

Марганецсодержащие Йлаьы и пыль

Углеродистый восстановитель

Шлакометаллическая смесь

Выход годного агломерата количество фракции

+10 мм), Ъ

Содержание марганца в агломерате, Ъ

Извлечение марганца при производстве силикомар ганца, Ъ

35,6 34,9 36,2 36,8 37,0 36,9 36,2

998555

Оа1 20

Составитель Г.Мельникова

Редактор О. Половка Техред Л.Пекарь Корректор!П. Макаренко

Заказ 1082/47 Тираж 625 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óÿãoðîä, ул.Проектная, 4

Формула изобретения

1. Шихта для производства маргайцевого агломерата, содержащая марганецсодержащее сырье, возврат агломерата, углеродистый восстановитель, марганецсодержащие шлаьы и пыль, отличающая ся тем, что, с целью повыаения качества агломерата, извлечения марганца при выплавке ферросплавов и утилизации отходов, она дополнительно содержит шлакоме- 10 таллическую смесь при следующем соотношении компонентов, вес.Ъг

Марганецсодержащие шлаьы и. 15 пыль

Возврат агломерата 10-35

Углеродистый восстановитель 5-12

Шл а комет аллическая смесь 0,02-15

Марганецсодержащее сырье Остальное

2.Шихтапоп1,отличающ а я с я тем, что в качестве шлакометаллической смеси она содержит марганецсодержащие отсевы шлакопере-, работки производства силикомарганца фракции 0-13 мм, содержащие 3-25% металлических частиц.

3. Шихта по п.1, о т л и .ч а ю— щ а я с я тем, что в качестве шлакометаллической смеси она содержит металлоконцентрат, содержащий 30-98% металлических частиц., полученный при обогащении марганецсодержаг их.отсевов шлакопереработки, фракции 013 мм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Хитрик С.И. и др. Электротермия марганцевых ферросплавов. Киев, "Техника", 1971, с. 27.

2. Авторское свидетельство СССР и 901320, кл. С 22 В 47/00, 1980.