Способ выплавки металлического марганца

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1D

А1 (Ю 4 С 22 В 47/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 381 2806/22-02 (22) 17.08.84 (46) 07.06.86. Бюл. В 21 (71) Сибирский ордена Трудового

Красного Знамени металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (72) Н.В. Толстогузов и И.А. Селиванов (53) 669.74.3 (088,8) (56) Рысс М.А. Производство ферросплавов. — M. Металлургия, 1975, с. 165-167.

Авторское свидетельство СССР

У 1148885, кл. С 22 В 47/00 1983.. (54)(57) 1. СПОСОБ ВЫПЛАВКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО МАРГАНЦА, включающий дозировку, загрузку и расплавление ших-. ты из хлоркальциевого концентрата и восстановителя, обработку рудного расплава брикетами иэ хлоркальциевого концентрата, восстановителя, извести и связующего, выдержку расплава и отделение металла от шлака, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металлического марганца, повьппения извлечения марганца иэ концентрата и обеспечения возможности утилизации шпака, в качестве восстановителя при расплавлении шихты используют алюминий, шлак после отделения от металла обрабатывают брикетами, где в качестве восстановителя используют также алюминий, с получением при этом марганец-алюминиевого сплава, отделением его от шлака, охлаждением, иэмельчением и использова . нием в смеси с алюминием в качестве восстановителя в брикетах для обработки рудного расплава.

2. Способ по п.t о т л и ч а юшийся тем, что на расплавление шихту подают при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Хлоркальциевый концентрат 89,5-90,5

Алюминий 9,5-10,5

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что брикеты для обработки рудного расплава используют при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Хлоркальциевый ,концентрат 38,5-42,0

Порошок марганецалюминиевого сплава 9,0-11,0

Алюминий 17,0-18,5

Известь 29,5-31,5

Связующее 1,0-2,0

4. Способ по пп. 1-3, о т л ич а ю шийся тем, что брикеты для обработки рудного расплава используют в количестве 1,5-1,7 т/т расплавляемой шихты.

5. Способ по пп. 1-4, о т л ич а ю шийся тем, что брикеты дл обработки шлака используют при следующем соотношении компонентов, мас.Е:

Хпоркальциевый концентрат 54,5-58 0

Алюминий 33,0-34,0

Известь 7,0-10 5

Связующее 1,0-2,0

6. Способ по пп. 1-5, о т л ич а ю шийся тем, что брикеты для обработки шлака используют в количестве 0,45-0,5 т/т расплавляемой шихты.

1235962

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в производстве металлического марганца.

Цель изобретения — повышение качества металлического марганца, повышение извлечения марганца из концентрата и обеспечение возможности утилизации шлака.

Пример 1. Выплавка металлического марганца известным способом.

Для плавки используют хлоркальциевый концентрат, содержащий, Х:

Мп,O 87, СаО 7, СаС1, 4, SiO 0,3, Fe O, 0,1, P O — следы, S — следы, | силикомарганец, содержащий, X.:

Si 26,7, Мп 71,17, Fe 2,73, А1 0,3, С О, 18 ° P 0,03, $ .0,02; доломит, содержащий, Ж: СаО 51,5, MgO 33,85, Si0 2,54, Al О, 1,69, Fe О 1,86, Р,О 0,078, S 005 (ппп. 85X) и известь, содержащую,X: СаО 85,07, MgO 2,5, 810а 2, 1?, А1, Оз 1,67, РегОз 1,84, P О> 0,08, S 0,1 (п.п.п

6,7 ) .

В печи расплавляют шихту, кг:

Концентрат 53,7

Силикомарганец 21I 0

Доломит 11,3

Известь 14,0

После расплавления шихты на поверхность расппава загружают 48,5 кг брикетов, содержащих, кг:

Концентрат 17,6

Силикомарганец 22,3

Алкииний 1,5

Доломит 3,9

Известь 2,9

Свя з ующе е 0,4

В результате получают 62 кг металла состава, 7: Мп 96,5; Fe 2,59;

Si 0,68; P 0,031; 8 0,018, и 85 кг шлака, содержащего, X: Si0 29;

Мп 14,5; СаО 32; MgO 12. В сплав вносят 0,02 кг фосфора (в том числе иэ силикомарганца 66 и флюсов 34), 0,011 кг серы (в том числе из силикомарганца 75 и флюсов 25X),1,6 кг железа (в том числе из силикомарганца 73, из флюсов 23, концентрата 2X).

Полезное использование кремния и алюминия в сумме на восстановление оксидов марганца (от Мп,О до МпО в шлаке и до Мп в металле) составляет 91,4Х.

Извлечение марганца в . сплав

79,5Х, в том числе извлечение марганца из концентрата 65,47. Шлак отличается высоким содержанием

Si0, (29X) и идет либо в отвал, либо на агломерацию железной руды по цене

6-8 руб,/т.

Пример 2. Выплавка металлического марганца предлагаемым способом.

Опыты проводят в печи с угольным нагревателем. В печь, нагретую до

1550 С, помещают тигель, в который загружают хорошо перемешанную шихту, состоящую иэ хлоркальциевого концентрата и алюминия. После расплавления смеси на зеркало расплава

15 загружают брикеты, состоящие из хлоркальциевого концентрата, алюминия, маргаиецалюминиевого сплава, извести н,связующего В,О,. После расплавления брикетов делают пяти20 минутную выдержку, тигель извлекают из печи и металл и шпак выливают в изложницу. Йпак затем повторно загружают в печь и обрабатывают брикетами, состоящими из хлоркальциевого концентрата, алюминия, взятого с большим избытком, извести и связующего В,О, . Состав концентрата и извести такой же, как в известном спосоое.

Результаты испытаний выплавки металлического марганца с использованием в качестве восстановителя алюминия при различных соотношениях между

35 составляющими шихты на получение расплава, при различном составе брикетов для его обработки, а также при различном составе и расходе брикетбв для обработки (до восстановления} шлака приведены в табл. 1-4 соответственно.

В табл. 1 и 2 используют брикеты следующего состава,X:

Концентрат 40

А1 порошок 17,5

Сплав Мп-А1 10

Известь 31

Свя з ующее 1,5

Из полученных результатов видно, 30 что в предлагаемом способе выплавки металлический марганец отличается весьма низким содержанием вредных примесей — фосфора и серы. Содержание фосфора по сравнению с известным

И снизилось в 4,0-6,8 раз, содержание серы - s 4,5-9,0 раэ. Снизилось также содержание железа (в 1,5?,5 раза).

1235962 еабЛНЦа! ! код кнктм нроллаэ ннл руцкого

Лаааае r

Хнеейчсскнн сОстаа иеталлае 2

Содер" Иаале какие чакке

НпО р иаралаКЕе Гак2 цан кон центратае2

Раскод брике» тоа

ДЛЛ обработки раснлаааi

rlã ннктм аоакав р

Прочие

ЦРНноск аченне рган» е2 но- Вокposaa цектрат

1 Фе5 91,5 1 ° 60 97,83 1,01 0,28 О ° 14 0,005 О ° 003 0,732 11е04 81е69 83е62

2 95905 . 1&0 976 Oi79 028 018 0005 0004 1141 835 8&23 8784

Ое 83 Ое 46 Ое 13 Ое006 Ое 002 Ое 562 6 ° 79 88е 32 89е 7 2

0,97 0,89 0,47 0,005 0,004 0,041 5е93 90,07 91,23

90,0 1 ° 60 98 ° 01

89 ° 5 1 ° 60 97,62

3 10i0

4 10iS

$ t2 ° 0 88,0 1,60 96,07 0,92 1,84 0,53 0,00$ 0,003 0,632 5,86 90,00 91,!8

Сквозное извлечение марганца из концентрата за счет обработки (довосстановления) шлака брикетами увеличилось до 91-93Х. В среднем извле.чение марганца возросло в 1,401,43 раза. Полезное использование алюминия составляет 92-96X. Era расход колеблется в пределах 455470 кг/т.

Из табл.4 видно, что полученный конечный шпак состоит в основном иэ окислов кальция и алюминия и содержит минимальное количество марганца. Такой шлак может быть использован для обработки стали в ковше.

Для этого необходимо перед вводом его в сталь добавить извести 160 20 кг/т.

Таким образом, предлагаемый способ плавки по сравнению с известным позволяет повысить качество сплава по содержанию вредных примесей — фосфора, серы и железа. Содержанне серы, в сравнении с маркамн металлического марганца Мр 1 и Мр 2 уменьшается в 10 раэ, а в сравнении с марками, полученнь8!и алюмотермическим одностадийным процессом, в

100 раз. Также уменьшается расход алюминия и шихтовых составляющнх.

Только за счет уменьшения расхода алюминия себестоимость сплава снижа10 ется на 60-70 руб ° /т. Кроме того, извлечение марганца в металл повышается не менее чем на 8-10Х а сквозное извлечение марганца из концентрата — на 25-30Х..Ïî сравнению с

15 алюмотермической одностадийной плавкой расход концентрата снижается на

500 кг/т, а в сравнении с иэвестнцн способом — на 250-280 кг/т. Полученный шлак практически свободен от е

20 окислов кремния, это позволяет использовать его как синтетический шлак для обработки стали в ковше, а также для получения.морозоустойчивых сортов цемента.

1235962

Опыт Расход шихты на получение расплава, r

Получено, г.Химический сос

Шлак

Neталл

Al порошок

Концентрат

1 90 10 1э42 88э6 143э4 97в78 Ов78 Оэ25

2 90 10 1,50 93,4 149 96,98 0,67 0,28

3 90 10 1в60 100э8 152э6 97э13 Оэ69 Оэ31

4 90 10 1,70 106,07 158,2 97,85 0,97 0,75

5 90 10 1 80 110 ° 1 163 3 97 16 О 91 1 23

СоотСостав брикетов, 7.

Расход шихты на образование расплава, г

Вес, Опыт ношение

ИзКонПорошок Al

Сплав

Мп-А1

Связующее

Металл весть центрат

Al порошок

Концентрат для образования расплава

160 1,6 36,5 16, О

160 i,á 38,5 17, О

160 1,6 40,5 17,5

160 1,6 42,0 18 5

160 1,6 44,0 19,5

12 33,0 2,5 99,5

11 31 5 2 0 96 05

1 90,5 9,5

2 90,5 9,5

3 90,5 9,5

4 90,5 9,5 5 90,5 9,5

Расход брикетов на обработку расплава, r между массой брикета и шихтой

Расход брикетов на обработку расплава, r/r шихты

10 30,5

9 29,5

8,7 27,0

1,5 100,5

1,0 103,4

0,8 105,2

1235962

Та блица 2

ПолезСквозгав металла, Х

Извленое ное

Si испольконО 13 О 005 О 004 1 051 8 43 85 76 87 39 93 4

О, t1 0,006 0,001 1,953 7,84 87,61 89,07 93,15

0,13 0,005 0,003 1,732 6,15 90,02 91,21 94,60

6,01 90,15 91,34 96,2

0,28 0,004 0,001 0,145

040 0004 0 001 0295 59 91 16 92 25 95 67 Та блица 3

Химический состав маталла,% влечение

Шлак

Fe

P влечекон151 97,13 0,87 1,24 0,50 0,007 0,003 0,25 92,08 93,1 6,00

153 97,16 1,03 0,53 0,21,0,004 0,004 1,062 90,11 91,33 6,13

148 97.,01 1,07 0,33 0,13 0,005 0,003 1,452 89,09 90,38 7,01

145 97 э 15 О» 78 Оэ32 0э 16 0,006 Оэ003 1 в581 87 э 11 88 45 7 95

143 96,82 0,74 0,24 0,14 0,005 0,003 2,052 86,1 . 87,38 8,53

Прочие примеси

МпО в шлаке, Х чение

Мп из центрата,Х извлечение. марганца,% зование Al, Х

Прочие примеси марганца из ценгра-.

: та,,Х

Сквозное Hsние марганца,Х

МпО в шлаке, 1235962

)О

СоотношеСодержание ИпО в шлаке,X

Состав брикетов, Й

Опыт

ИэПорошок Al

Концентрат вявесть зующее

4 10 84 55 0 О 55 52 32 О l3 5 2 5

1 15

1 У t 1 Э

2 151 833 500 05 545 330 105 20

7 92 47 5 0,475 56 5 33 5 . 8 5 1 5

3 150

4 158 6,50

45,1

5 154 5,9 400 04 600 35 5 4 ° 0 05

Вес шлака перед обраб.откой, r

Расход .брикетов для обработки шлака,r ние иеиду иассой брикетов и кассой расплава

0,45 58,0 34,0 7,0 t,0

1235962

Та блица. ф

Получено

Химический состав сплава, 7

Извлечение

Химический состав шлака, Ж сплава, г

МпО СаО А12 Оэ

16,94 0,06 81,67 2,3 32,0 54,0 1:1,7 168,5

83,0

30,5

29,7 78,33 21,55 0,12 87,3 2,6 35,5 52,87 9,03 162,1

28э6 79 ° 3 20э6 Оэ1 87э8

242 34,3 56,5 6,78 1608 с

3,23 37,1 55,2 4,47 156,8

26,3

76,3 23,48 0,22 82,66

22,3 74,5 25, 21 О, 29 75,37 6, 13 32,5 56, 1

5,27 159,7

Составитель Н. Новиков

Техред В.Кадар Корректор А. Ференц

Редактор Н. Бобкова

Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3065/26

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная,4

Nn Al Прочие примеси марганца, Х

Прочие примеси

Вес шлака, r