Шихта для производства офлюсованного марганцевого агломерата

 

1. ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗЮДСТВА ОФЛЮСОВАННОГО МАРГАНЦЕВОГО АГЛОМЕРАТА , содержащая марганцевый концентрат возврат агломерата и твердое топливо , отличающаяся тем , что с целью повышения выхода годного по классу +10 мм, температур начала размягчения и полного расплавления , а также прочности агломерата , она дополнительно содержит отвальный шлак углеродистого феррохрома при следующем соотношении компонентов , мае. %; Отвальный шлак углеродистого феррохрома6-21 Твердое топливо 5- 8 Возврат агломерата 20-26 Марганцевый концентратОстальное 2, Шихта по п. 1 , о т.л и ч а ющ а я с я тем, что отвальный шлак углеродистого феррохрома имеет . следующий химический состав, мас.%: ( Оксид магния 40-50 17-25 Оксид алюминия 24-32 Двуокись кремния 1-2 Оксид кальция 5-9 Оксид хрома О 008 Фосфор о ,6-1 ,0 Сера 4 1 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ,РЕСПУБЛИН (19) П1)

3(51) С 22 С 33/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР: пО РЕ11АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ Vl ОТНРЫТИЙ (21) 3427766/22- 02 (22) 27..04.82 (46) 15.10.83. Бюл. Р 38 (72) М.И.Гасик, Б.H.Щербицкий., ;И.Г.Кучер, В.Т.Зубанов, Г.Д.Ткач, Б.Ф.Величко и Н.Д.Черняев (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (53) 669.168(088.8) (56) 1. Гасик М.И. Электротермия марганца. Киев, "Техника", 1979, с. 77- 79.

2. Технологическая инструкция по производству офлюсованного марганцевого агломерата, ТИ. 146-ОА-02- 81, Никополь,. 1981. (54)(57) 1. ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА

ОФЛЮСОВАННОГО МАРГАНЦЕВОГО АГЛОМЕРАТА содержащая марганцевый концентрат, возврат агломерата и твердое топливо, отличающаяся тем, что с целью повышения выхода

I годного по классу +10 мм, температур начала размягчения и полного расплавления, а также прочности агломерата, она дополнительно содержит отвальный шлак углеродистого феррохрома при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Отвальный шлак углеродистого феррохрома 6-21

Твердое топливо 5- 8

Возврат агломерата 20-26

Марганцевый концентрат Остальное

2. Шихта по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что отвальный шлак

УГлеродистого феррохрома имеет следующий химический состав, мас.Ъ:

Оксид магния 40-50

Оксид алюминия 17- 25

Двуокись кремния 24-32

Оксид кальция 1-2

Оксид хрома 5-9

Фосфор 0,00? 0 008

Сера 0,6- 1,0

1047981

Недостатком известной шихты являетея низкая температура начала размягчени (1190 С ) и полного расплавления (1250 C) марганцевого агломерата. Использование его в шихте для выплавки силикомарганца ведет к бо- 40 лее раннему (при 1200 C) шлакообраэованию, опережающему восстановительные процессы (температура начала восстанонления МпО равна 1324 С).и, как следствие, к уменьшению поверхности контакта восстановителя с окисным расплавом, что снижает степень совместного восстановления марганца и кремния в сплав.

Кроме того, использование флюса на основе карбоната кальция при производстве агломерата снижает механическую прочность и способствует его рассыпанию при загрузке н электропечь. Это объясняется наличием в офлюсованном агломерате неассимилированной извести, которая под воздействием влаги шихты и колошниковых газов образует значительное (35-4ОВ) количество мелочи (фракции минус

5 мм ), что приводит к спеканию ее 60 на колошнике и ухудшает газовый и электричеекий режим ведения плавки.

В результате извлечение марганца и кремния в сплав не превышает соответственно 72,8 и 41%, проиэИзобретение относится к черной металлургии, а именно к подготовке марганецсодержащих материалов к электроплавке, и может быть использовано при выплавке ферросплавов, предпочтительно силикомарганца.

Известна шихта L 1j для производства офлюсованного доломитом марганцевого агломерата следующего соста.— ва, мас. %: марганцевый концентрат

54,4; доломит 6 8; твердое топли- 10 во 9; возврат агломерата 29,8.

Недостатком указанной шихты янляется самопроизвольное рассыпание агломерата при хранении и под воздействием колошниковых газов при .загрузке в печь, Кроме того, низкая температура начала плавления приводит к раннему шлакообразованию, опережающему восстанонительные процессы в ферроспланной печи. 20

Наиболее близкой к предлагаемой по составу и достигаемому эффекту (прототипом) является шихта (2), включающая марганцевый концентрат, возврат агломерата, твердое топливо и флюс (известняк) и содержащая ука.занные компоненты в следующем соотношении, мас.Ъ:

Марганцевый концентрат 44

Возврат агломерата

Твердое топливо

Известняк водительность 290 б. т/сут, удельный расход электроэнергии 4400 кВт.ч/б.т, Целью изобретения является повышение выхода годного по классу

+ 10 мм, температур начала размягчения и полного расплавления, а также прочности агломерата.

ПоставЛенная цель достигается тем, что известная шихта для -производства офлюсованного марганцевого агломерата содержащая марганцевый концентрат, возврат агломерата и твердое топливо, дополнительно содержит отнальный шлак углеродистого феррохрома м при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Отвальный шлак углеродистого феррохрома 6-21

Твердое топливо 5-8

Возврат агломерата 20-26

Марганцевый концентрат Остальное, При этом предусмотрено,, что от нальный шлак углеродистого феррохрома имеет" следующий химический состав, мас.Ъ: оксид магния 40- 50, оксид алюминия 17- 25; двуокись кремния 24- 32 оксид кальция 1- 2, оксид хрома 5-9, фосфор 0,002-0,008, се ра 0,6-1,0.

Целесообразность ввода в состав шихты отвального шлака углеродистого феррохрома(основывается на физико-химических разработках и экспериментальных исследованиях.

Анализ процессов растворения

MgO и А4 03 в шлаковых системах указывает на уменьшение количества ортосиликатон(2СаО SiOy ) и тетрасили катон (ЗСаО.SiOz), которые приводят к полиморфизму и рассыпанию агломерата, а также ухудшают массообменные процессы. Кроме того, анализ диаграмм состояння MhO-SiO<, Mg0.. CaO, O-MgO, МПО Cao-SiO< МпО- Mq SiOz СаО-$ 0 -А1 0, (СаО + МрО) (Б1.0 +32 03)†(Fe0 + МПО ) и экспериментальные данные свидетельствуют о том, что смещение температурного интервала в область более высоких температур при спекании марганцевого агломерата с использованием флюса на основе кар» боната кальция не решает вопрос получения его с требуемыми металлургть-.. ческими свойствами.

Одной иэ причин этого явления служит образование на частицах окиси кальция слоен, состоящих из ZCaO-SiO и ЗСаО SiOz сильно тормозящих массообмен.

Поддержание отношения МрО/СаО и

A2zO+/СаО в пределах 0,6-3 2 и 0,4

1,2 соответственно позволяет стабилизировать структурные фазы агломерата, исключить его рассыпание под воздействием влаги и значительно повысить механическую прочность.

1047981

Показатели

Состав шихты

Г

57,0

69,0

44,0

62,5

51,5 45,0

20,0

21,5

28,0, 23,0

24,5

26 0

7,0

8,0

8,0, 5,0

6,0

6 5

20,0

6,0

10,0

13,5

17,0 21,0

80 79,5

1350 1380

72 74

1190 1340

1250 1450

81

1370

1350 .

1540 1530 1550

1490

80,0 78,0

110 109

Прочность по классу плюс 5 мм, В

73,0

80,5

77,0

106

108

100

Кроме того, очень -важной особенностью при этом является повышение температуры начала размягчения и полного расплавления агломерата. В этом случае температура начала плавления находится в пределах 13300

1380 С, а полного расплавления—

1450-1550 С, что позволяет значитель но улучшить условия совместногО восстановления марганца и кремния при использовании предлагаемого агломерата для выплавки силикомарганца.

Выбранное количество шлака углеродистого феррохрома в шихте обосйовывается необходимостью поддержания основности агломерата с отношением. м о/СаΠ— 0,6-3,2 и А2 0 /СаО—

0,4 — 1,2.

Увеличение количества шлака углеродистого феррохрома в шихте более

21% приводит к снижению прочности агломерата, а менее 6% не обеспечивает требуемое соотношение М О/СаО в нем.

Выбранные соотношения в шихте

МоО . AЯgO — и

СаО СаО позволяют повысить прочность агломерата за счет предотвращения полиморфизма двухкальциевого силиката, образующегося в процессе агломерации.

Отношение NgO/СаО менее 0,6 не ликвидирует полиморфизм 2Ca0 8iO<, а также Hp позволяет получить агломерат с высокой температурой начала плавления (1330-1380 С), а отношение

AX 03/СаО менее 0,4 не снижает вязкость шлака при выплавке силикомарга ца.

Отношение М у О / С а О в агломерате более 3,2 снижает производительность. Марганцевый концентрат

Возврат агломерата

Твердое топливо

Известняк

Отвальный шлак углеро дистого феррохрома

Выход годного (по классу плюс 10 мм), % ,Температура начала размягчения, С .Полного расплавления, С

Производительность, Ъ аглоустановки, а также повышает кратность шлака при выплавке силикомарганца. Отношение А О /СаО выше 1,2 з н ачительно ухудшает массообмен ные процессы при агломерации, а также повышает вязкость шлака при выплавке силикомарганца до 7=9 Пз, что епособствует увеличению потерь уже восстановленного металла со шлаком в виде корольков.

10 Шихта предлагаемого состава опробована в идентичных лабораторных условиях в сопоставлении с шихтой прототипом..

Марганцевый концентрат П- сорта

15. (Ту 14-9-172-79) фракции минус 10 мм, влажностью 9Ъ, твердое топливо (коксовая мелочь ГОСТ 11255-75). фракция минус 3 мм), отвальный шлак углеродистого феррохрома фракции 5-0 мм и возврат агломерата смешивают, увлажняют (до 12-14%), окомковывают в смесительном барабане и подают в аглочащу, площадью спекания 0,1 м .

Во всех шести вариантах (1 вариант шихта по прототипу) высота спекаемого слоя шихты составляет 360 мм, раз.

1 р жение под колосниками 800 мм вод. ст. продолжительность - зажигания 2,5 мин при температуре горна 1200 С.

Выход годного из спека определяют по содержанию фракции плюс 10 мм после двухразового сбрасывания пирога агломерата с высоты 2 м, а механическую прочность его определяют по ГОСТ 15137-77. Температуру на-а35, ла размягчения и полного расплавления определяют на высокотемпературнсм н- микроскопе.

Состав шихт, и результаты опытных спеканий офлюсованного марганцевого

40 агломерата приведены в таблице.

1047981

Составитель О.Веретенников

Редактор Л.Авраменко Техред И,Гайду Корректор A. Ференц

Заказ 7869/30 Тираж б27 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Результаты опытов показывают, что введение в шихту для производства афлюсованного марганцевого агломерата отвального шлака углеродистого феррохрома позволяет получить прочный (выход годного по классу плюс 10 мм повысился на 7%) агломерат с повышенной температурой начала размягчения (на 190 C) и полного расплавления (на 300 С). A также дополнительно повысить производительность агло- 10 установки на 11% и снизить расход твердого топлива на 1,5%..

Полученный агломерат опробован при выплавке силикомарганца. Установлено, что использование агломера- )5 та, полученного по предлагаемому способу, позволяет повысить темпера. туру процесса выплавки силикомарган ца, Это стабилизирует электрический режим и позволяет повысить извлечение марганца и кремния в сплав на

5 и 8Ъ соответственно и снизить потери металла со шлаком в виде корольков на 9% эа счет снижения вязкости шлака.

Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемой шихты только эа счет повышения производительности агломашин в отрасли составит 3,4 млн. руб. в год.