Шихта для производства марганцевого агломерата

 

ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МАРГАНЦЕВОГО АГЛОМЕРАТА, содержащая марганцевый концентрат, возврат агломерата , твердое топливо и флюс, отIа Ь4аО Ч:|{д личающаяся тем, что, с целью повышения температуры начала размягчения, улучщения металлургических свойств агломерата и повышения степени извлечения марганца и кремния при вьтлавке силикомарганца, она в качестве флюса содержит отходы высокотемпературного обжига магнезита при поддержании отношения окиси магния к окиси кальция в агломерате 0,8-5,2 при следующем соотношении компонентов , мас,%: Отходы высокотемтгера-. турного обжига магнезита 4-14 5-7 Твердое топливо 20-25 Возврат агломерата Марганцевый конОстальное центрат

00 03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК " Й2Я Д:кя

4-14

Марганцевый концентрат

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3363617/22-02 (22) 11. 12. 81 (46) 30.08.84. Бюл. Ф 32 (72) N.È. Гасик, И.Г. Кучер, Б.В. Щербицкий и Г.Д. Ткач (7i) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (53) 669.74.3(088.8) (56) 1. "Сталь", 1967, У 2, с. 1068-1071.

2. Технологическая инструкция по производству офлюсованного марганцевого агломерата ТИ-146-ОА-02-81

Никопольского завода ферросплавов.

Никополь, 1981. (54)(57) IIIHXTA ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА

МАРГАНЦЕВОГО АГЛОМЕРАТА, содержащая марганцевый концентрат, возврат агломерата, твердое топливо и флюс, о т—

gag С 22 В 47/00; С 22 В 1/14 л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения температуры начала размягчения, улучшения металлургических свойств агломерата и повышения степени извлечения марганца и кремния при выплавке силикомарганца, она в качестве флюса содержит отходы высокотемпературного обжига магнезита при поддержании отношения окиси магния к окиси кальция в агломерате

0,8-5,2 при следующем соотношении компонентов, мас .X:

Отходы высокотемпера-. турного обжига магнезита

Твердое топливо

Возврат агломерата 20-25

1110812

Изобретение относится к металлургии, а именно к подготовке марганецсодержащих материалов к электроплавке методом агломерации, и может быть использовано при выплавке силико- 5 марганца.

Известен ряд шихт для получения офлюсованного марганцевого агломерата, содержащие марганцевое сырье, твердое топливо, возврат и флюсы E1).

Недостатком указанных шихт является то, что в качестве флюса используют материалы на основе окиси кальция (известняк, доломит, ракушечник), что делает неприемлемым этот агломерат для выплавки силикомарганца.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является шихта, содержащая марганцевый концентрат, возврат агломерата, твердое топливо и флюс (известняк) Г Щ содержащая ингредиенты в следующем соотношении, мас.7:

Марганцевый концентрат

44 25

Возврат агломерата 28

Твердое топливо

Флюс (известняк) 20

Недостатком известной шихты является низкая температура размягчения и полного расплавления марган- цевого агломерата при использовании

его в шихту для выплавки силикомарганца, что способствует более раннему (при 1300 С) шлакообразованию, опережающему восстановительные процессы. Это приводит к уменьшению, поверхности контакта восстановителя 40 с окисным расплавом и снижает степень совместного восстановления марганца и кремния в сплаве.

Кроме того, использование флюса на основе карбоната кальция при производстве агломерата снижает механическую прочность и способствует его рассыпанию при загрузке в печь.

Это объясняется наличием в офлюсованном агломерате неассимилированной извести, которая, реагируя с влагой шихты, образует значительное (35-40X) количество фракции минус-5 мм, что приводит к спеканию ее на колошнике и ухудшает газовый и электрический

55 режимы ведения плавки.

Поэтому в настоящее время процесс выплавки силикомарганца характеризуется весьма низкими технико-экономическими показателями (извлечение марганца и кремния в сплав 72,8Х и 417 соответственно, расход электроэнергии 4400 кВт.ч/т, производительность

290 т/сут).

Целью изобретения является повышение темппературы начала размягчения, а также улучшение металлургических свойств агломерата и повышение степени извлечения марганца и кремния.при выплавке силикомарганца. поставленная цель достигается тем, что шихта, содержащая марганцевый концентрат, возврат агломерата, твердое топливо и флюс, в качестве последнего содержит отходы высокотемпературного обжига магнезита при поддержании отношения окиси магния к окиси кальция в агломерате 0,8-5„2 при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Отходы высокотемпературного обжига магнезита 4-14

5-7

Твердое топливо

Возврат агломерата 20-25

Марганцевый концентрат Остальное

Отходы высокотемпературного обжига магнезита содержат, мас.1; окись магния 75-90; окись алюминия 7-10; двуокись кремния 2-4, .Необходимость и эффективность ввода в состав аглошихты отходов высокотемпературного обжига магнезита основывается на следующих физикохимических разработках и экспериментальных исследованиях.

Анализ процессов растворения окиси магния в шлаковых системах указывает на уменьшение количества фторсиликатов (2СаО SiO,) и террасиликатов (ЗСаО.SiO,), которые приводят к полиморфизму и рассыпанию агломерата, а также ухудшают массообменные процессы. Кроме того, анализ диаграмм состояния NnO-SiO MnO-СаО, МпО-Mg0 и экспериментальные данные, полученные в лабораторных условиях, свидетельствуют о том, что смещение температурного интервала в области более высоких температур при спекании марганцевого агломерата с использованием флюса на основе карбоната кальция не позволяет получить его с требуемыми металлургическими свойствами.

Как показали исследования, одной из причин этого явления служит об11108 f 2

44,0 65 5

28,0 24,0 раэование на частицах окиси кальция слоев, состоящих из 2СаО SiO и

3СаО Si0,, сильно тормозящих массообмен.

Поддержание отношения окиси магния к окиси кальция в пределах 0,85,2 позволяет в процессе агломерации стабилизировать структурные фазы, исключить рассыпание под воздействием влаги, а также значительно повы- 10 сить его механическую прочность.

Кроме того, важной особенностью при этом является повышение температуры размягчения и полного расплавления агломерата. По данным исследо- 15 ваний она составляет 1380-1420 С, что позволяет значительно улучшить условия для совместного восстановления марганца и кремния при использова.нии предлагаемого офлюсованного агло- 20 мерата при выплавке силикомарганца.

Отходы высокотемпературного обжига магнезита получают при высоких температурах (1600- 1800 С), поэтому исключение термической диссоциации карбоната магния в процессе агломерации уменьшает расход твердого топлива на 2 . и повышает производительность аглоустановки на 9 .

Выбранное: количество отходов вы- 30 сокотемпературного обжига магнезита в аглошихте обосновывается необходимой основностью агломерата с требуемым (0,8-5,2) отношением окиси магния к окиси кальция. Увеличение отходов высокотемпературного обжига магнезита в шихте более 14 . приводит к снижению прочности агломерата, а менее 4 — не обеспечивает требуемое соотношение окиси магния к .окиси каль-40 ция в нем.

Выбранное отношение в шихте окиси магния к окиси кальция, равное 0,85,2,. позволяет повысить прочность агломерата эа счет предотвращения

45 полиморфизма двухкальциевого силиката, образующегося в процессе агломерации. Отношение MgO/СаО менее 0,8

Марганцевый концентрат

Возврат агломерата не ликвидирует полиморфизм 2Са0.8iO, а также не обеспечивает получение агломерата с высокой (1880-1420 С) температурой плавления, что позволит улучшить условия для совместного восстановления марганца и кремния при использовании его в шихту для выплавки силикомарганца.

Отношение MgO/Ca0 более 5,2 снижает производительность аглоустановки, ухудшает металлургические свойства агломерата . Кроме того, использование агломерата с отношением NgO/СаО выше 5,2 при выплавке силикомарганца повышает кратность шлака, а также его вязкость (до 7 П), что повысит потери марганца со шлаком в виде корольков уже восстановленного металла.

С целью подтверждения выбора граничных значений компонентов шихта предлагаемого состава опробована в I идентичных лабораторных условиях в сопоставлении с шихтой-прототипом.

Марганцевый концентрат П с фракции минус 10 мм, влажностью 9, коксовую мелочь (минус 3 мм), отходы высокотемпературного обжига магнезита фракции 0-5 мм и возврат смешивали, увлажняли, окомковывали в смесительном барабане и подавали в агломашину площадью спекания О, 1 м .

Высота спекаемого слоя во всех опытах составляла 360 мм, разрежение под колосниками 750 мм вод.ст., продолжительность зажигания 2 мин при температуре горна 1200 С. Выход годного из спека определяли по содержанию фракции плюс 10 мм после двухразового сбрасывания пирога агломерата с высоты 2 м. Механическую прочность агломерата определяли по

ГОСТ 15137-77. Температуру плавления определяли на установке Укр. НИИСС., Основные показатели опытных спеканий и состав шихт приведены в таблице.

58,0 62,5 57,0 67,0

25,0 22,5 21,0 20,0

1110812

Продолжение таблицы

Ингредиенты и показатели

Состав шихты по вариантам, 8,0 6,5 5,0 6,0 8,0 топливо

7,0

20,0

Известняк

Отходы высокотемпературного обжига магнезита

14

Выход годного (по классу плюс 1О мм), 79 74 76

70 73

Температура плавления, С

1180 1280 1340 1370 1300 1310

Прочность (по классу плюс 5 мм), 80

76 81,5 75

102 109 6

75

Произнодительность, 100

102

Составитель Г. Мельникова

Редактор Т. Колб Техред Ж.Кастелевич Корректор В. Бутяга!

Заказ 6267/22 Тираж 602 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

Приведенные результаты опытов показали, что введение в аглошихту отходов высокотемпературного производ- щб ства обжига, магнезита позволяет получить прочный агломерат (выход годно-, го по классу + 10 мм повысился на

13 ), повысить производительность аглоустановки íà 9, снизить расход твердого топлива на 2 .

Полученный агломерат опробован на. выплавке силикомарганца в печи 140 ква.

Установлено. что использование в шихте агломерата, полученного по .предлагаемому способу, позволило повысить температуру плавления шихты и шлака на 190 . Это стабилизировало электрический режим ведения плавки, позволило повысить извлечение марганца и кремния на. 4 и 9 соответственно и способствовало снижению потерь металла со шлаком в виде корольков íà S за счет снижения вязкости шлака.

Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемой шихты только за счет повышения извлечения марганца и кремния составит около

1,2 млн. руб. в гоп.