Спек для получения сплавов на основе кремния и марганца

 

СПЕК ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ КРЕМНИЯ И МАРГАНЦА, включающий итак производства силикомарганца и коксующийся уголь, отличающийся тем, что, с целью повьшения прочности и пористости спека и улучшения технологических показателей процесса вьшлавки сплава, он дополнительно содержит марганцевый карбонатньй флотационный концентрат при следующем соотношении компонентов спека, мае. %: UlnaK производства силикомар22-32 ганца Марганцевый карбонатньш флотационный 22-32 концентрат Коксующийся Остальное уголь

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗСЮ С 22 С 35 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0lNY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф с

22-32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3633542/22-02 (22) 10.08.83 (46) 23. 10.84. Бюл. Р 39 (72) Т.А.Чубинидзе, Г.Г.Аревадзе, С.Г.Джапаридзе, А.Л.Оклей и Д,A.Ñóëàâà (71) Институт металлургии им. 50-летия СССР (53) 669. 168.3(088.8) (56) 1. Теория и практика металлургии марганца. N., "Наука", 1980, с. 55.

2, Теория и практика получения и применения комплексных ферросплавов. Тбилиси, изд-во "Мецниереба", 1974, с. 151.

„Я0„„1120028 А (54) (57) СПЕК ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВОВ

НА ОСНОВЕ КРЕМНИЯ И МАРГАНЦА, включающий шлак производства силикомарганца и. коксующийся уголь, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьппения прочности и пористости спека и улучшения технологических показателей процесса выплавки сплава, он дополнительно содержит марганцевый карбонатньп флотационный концентрат при следующем соотношении компонентов спека, мас. Х:

Шлак производства силикомарганца 22-3 2

Марганцевый карбонатный флотационный концентрат

Коксующийся уголь Остальное

1120028

10 процесса плавки.

f

Изобретение относится к видам твердого топлива, используемого для получения ферросплавов.

Известны марганцеворудоугольные формовки (спеки) содержащие тонкоЭ

5 дисперсные руды и концентраты:(1) .

Недостатком этих формовок является их сравнительно низкая прочность, что ухудшает технико-экономические показатели процесса плавки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо. му эффекту является спек для получе. ния сплавов на основе кремния и марганца, включающий 50 кг (33,3 ) шпака производства силикомарганца, 35 кг (23,3X) кварцевого песка и

65 кг (43,4X) коксующегося угля (концентрата ткварчельского угля) И.

Недостатком известного спека

20 является его сравнительно низкая прочность и пористость, что затрудняет протекание восстановительных процессов при производстве комплекс. ных сплавов в электроруднотермичес25 ких печах и, как следствие, ухудшает технико-экономические показатели

Целью изобретения является повышение прочности и пористости спека и улучшение технологических показателей процесса выплавки сплава.

Поставленная цель достигается тем, что спек для получения сплавов на основе кремния и марганца, включающий шпак производства силикомарганца и коксующийся уголь, дополнительно содержит марганцевый карбонатный флотационньп концентрат при следующем соотношении компонентов, мас. : 40

Шлак производства силикомарганца 22-32

МарганцевьпЪ карбонатный флотационный концентрат 22-3?

Коксующийся уголь Остальноое

Марганцевый карбонатный флотацион- 50 ный концентрат (ТУ 14-9-157-78) является продуктом обогащения чиатурских марганцевых карбонатных руд и содержит, вес. : Мп 22,6, МпО 8,9, Si0 27,85, СаО 9,46, А1 О ?,08, 55 О 1э07э Бпщ Оэ18 Р О 1э787э п.п.п. 22,61.

Спек для получения сплавов на основе кремния и марганца может быть изготовлен.в коксовых батареях или в кольцевых печах.

Увеличение прочности и пористости спека при использовании марганцевого карбонатного флотационного концентрата достигается за счет диссоциа» ции в процессе снекания основных его составляющих — карбонатов марганца и кальция, сопровождающейся выделением обильного количества двуоки. си углерода.

Однако количество марганцевого карбонатного флотационного концентра. та в спеке должно быть строго регламентировано, поскольку недостаток марганцевого карбонатного флотационного концентрата не обеспечивает получения достаточной прочности и пористости, а его избыток приводит к получению рыхлого спека с пониженной прочностью.

Пример. Для определения проч. ности и пористости (ГОСТ 95?1-74, ГОСТ 10220-75) спеков и обоснования граничных значений ингредиентов изготавливают 5 спеков (спеки 1-5, табл. 1), причем спеки 2-4 по составу оптимальны. Для сравнения также изготавливают известный спек. для получения сплавов на основе кремния (спек 6, табл. 1). Спеки изготавливаются в лабораторной камерной печи коксования с полезным объемом камеры 1 м .

Данные табл. 1 свидетельствуют о том, что прочность спека i но показателям П g и П g вьш1е чем известно го спека (соответственно 85,3 и 8, 1 . против 60,3 и 28,2%), однако по пористости он уступает известному спеку (35,6 против 38,1 ).

Пористость спеха 5 выше, чем известного (соответственно 58,0 против 38, 1 ), однако он обладает меньшей прочностью (соответственно показатели II2> и П,0 составляют 44,7 и

39,3% против 60,3 и 28,2 ), что объясняется увеличением пористости (до 58 ), приводящей к разрыхлению материала.

Поэтому для получения сплавов на основе кремния и марганца предлагает. ся состав спека с учетом граничных значений ингредиентов (спеки 2-4, которые как по прочностным показателям, так и по пористости превосходят известный спек для получения сплавов

Т а б л и и а 1

Прочность (ГОСТ 9521-74) Порис тост ь р

% (ГОСТ

10220-75) Спек

Крупная фракция

Мелкая фракция

Сумма классов более

25 мм после испытания в барабане, Пгю

Сумма классов 0-10 мм после испытания в барабане, ПЕ

85,3

35,6

43,2

9,3

33,1

3 11200 на основе кремния и марганца) . При этом прочностные показатели спеков

2-4 по.сравнению с известным спеком, в среднем повьш аются на 16,9 абс.X—

II> и на 14,9 абс.X — П, пористость в среднем возрастает на 10,6 абс.X.

Оптимальными значениями по проч ности и пористости обладает спек 3, удовлетворяющий средним значениям ингредиентов. Он характеризуется повышением прочности П -и П р соответ ственно на 20 7 абс.% и 18,0 абс.%, а пористости — на 12,6 абс.X.

С целью проверки влияния предлагаемых спеков для получения сплавов на основе кремния и марганца на технологические показатели процесса плавки ферросплавов в печи мощностью

1000 кВА проводят опыты по получению сплава кремний-марганец-кальций-алю- гО миний (КМКА) с использованием в шихте спеков 1-4 и известного спека

6 (табл. 1).

При этом спек 5 -не испытывают ввиI ду низких показателей прочности.

Количественньп1 состав шихты определяют из расчета получения сплава состава, %: кремний 45-50, марганец

30-35, кальций 7-12 алюминий 4-6, остальное железо и примеси.

Химические составы шихтовых мате" риалов для выплавки сплава кремнийСостав спека, мас. X

Шлак силикомарганца 17

Марганцевый карбонатный флотоконцентрат 17

Ткварчельский уголь 66

Шлак силикомарганца 22

Марганцевый карбонатный флотоконцентрат 22

Коксующийся ткварчельский уголь 56

28 4 марганец-кальций н технические показатели процесса плавки представлены ,в табл. 2 и 3.

Существенное улучшение технологических показателей наблюдается при использовании спеков для получения сплавов на основе кремния и марганца составов 2-4. Производительность печи увеличивается в среднем на

6,5 отн.%, расход электроэнергии снижается в среднем на 500.кВт-ч/т сплава, а извлечение кремния, кальция и алюминия в среднем соответственно повышаются на 3,2, 2,4 и

3,4 абс.X по сравнению с плавками с использованием в шихте известных спеков (плавка 6).

Улучшение технологических показателей процесса плавки объясняется лучшими свойствами предлагаемых спеков для получения сплавов на основе кремния и марганца, в частности, их прочностью и пористостью.

Технико-экономическая эффективность от использования изобретения складывается из снижения расхода электроэнергии в среднем на 500 кВт-ч/т и применения марганцевого карбонатного флотационного концентрата. Суммарнъй экономический эффект составит

29,85 руб./т сплава.

1120028

Прочность (ГОСТ 9521-74) Пористость, Х (ГОСТ

10220-75) Мелкая фракция

Крупная

Фракция

81,0

10,2

50,7

67,5

20,6

52,1

44., 7

39,3

58,0

33,3

23,3

43,3

60,3

28,2

38,1

Состав спеха, мас. Х

Шлак силнкомарганца 27

Марганцевый карбонатный флотоконцентрат 27

Коксующийся ткварчельский уголь

Шлак силикомарганца 32

Иарганцевый корбонатный флотоконцентрат 32

Коксующийся ткварчельский уголь 36

5. Шлак силикомарганца 37

Марганцевый карбонатный флотоконцентрат 37

Коксующийся ткварчельский уголь 26

Шлак силикомарганца

Кварцевый песок

Коксующийся ткварчельский уголь

Сумма классов более

25 мм после испытания в барабане1 П23

Продолжение табл. 1

Сумма классов 0-10 мм после испытания в барабане, 4о

1120028

»О л

СЧ

СЧ I 1 I л

OO л

С 4 л

0О СЧ (4 СЧ СЧ о о о л л л л л л о о о î о О

C) л ь м м л

C) 6

444

E и

Й

Ф

»

1

1 -" 1

1 (1

1 I

0О о л л л л

4d Ch а л

ФМ и—

00 л о о

»»

Щ к

1

1 . 1

1 о

М 1

° °

4 å

1

1

1 м л о о

»ч

Ф, Р» л м л о

4СЪ

° » м

С»4

СЧ о

СЧ

Щ л

СО л

СЧ

Ф О

Ф»0 ! В л

С4

CO л

С>

1

1

1 о

1 Ю

1

1О и

О ф о

C» i

Ф

4»l л,.» о л л о л л о л

00 л ь ю4 л

СЧ м л л

CO о

Ьб 1

X 1

1

I

1

1 п 1

1 О

ФЧ м л О

СЧ

СЧ . л

СЧ

М

О л

C) 00 о л

СЧ л

cd Ф

С4 04 !

0 Х

О О

Щ о

C) л

Щ о

1 «d и ч

00 л ь О л о х

4d

1» и о и

С0

Ф !

» и о и л л О л о л О л

СЧ

1 е» о»Г4

СО

1 м л

С Ъ

0О л л

СЧ

00 М л О4

С! в о л л

СО м

Й и

Ф

° »

Ф (-44

g»

Х

И 0О

Ф л

Ц

" о х ю !

0 Р

Ф Ф

Fi o О м л о О л

СЧ

СЧ и

»О л о

Ch б: л о

I

1

1

1 л о и у.

I д ц ) а О

Ф Ж

Ф8 Р

Ю 3 Ф и Х 0

4deO

Х !0

1 1 I 1

1 1 1 I

Е» х

Ф х о

И ф

Я 1 й" х

Ф л4 и

C4, »

Ф Ф

Я Р

04 и

О Р, Ф6

Р Х е о а и ь о х 40

Ф

»О

О Ф

2 15

Р

4d 40

1

I

I а

Щ х

t»

Щ

fi х

Р

1120028

1О

Табли ца 3

Показатели

3 .4

Производительность печи, тн/сут

1,42

1,46

1,50

1,44

1,38

Расход электроэнергии, кВтч/т

9600

9250

9000

9350

9750

Средневзвешенный состав сплава, Х:

47,0

34 ° 2

46,7

46,0

47,0

43,8

33,1

34,1

33 ° О

33,7

6,3

12,5

11,0

7,4

4,3

4,8

6,3

5,7

4,9

Извлечение основных элементов, Х:

86,4

88,7

91,5

88,0

86,2 кремний

95,5

95,4

95,8

95,8

95,6

54,2

58,1

55,2

53,0

53,0

74,2

76,0

78,1

75,4

73,1

Составитель К.Сорокин

Редактор Н.Егорова Техред.Т,Фанта Корректор О.Тигор

Заказ 7695/21 Тираж 602 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 кремний марганец кальций алюминий марганец кальций алюминий

Серий плавки иэ спека состава

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная,.