Способ выплавки силикомарганца

 

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СИЛИКОМАРГАНЦА , включающий дозирование и смешивание материалов, окускование их, загрузку в печь, плавление, поддержание основности шлака (отношения суммы окиси кальция и магния к кремнезему ) , выпуск и разливку металла и шлака, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения в сплав марганца и кремния, cн iжeния удельного расхода электроэнергии, осуществляют плавление шихты без ввода в нее основного флюса, поддерживают основность шлака равной 0,650 ,9, при этом перед загрузкой в печь марганцевый концентрат или смесь марганцевых концентратов с основностью 0,1-0,25 и содержанием кремнезема 23-35% окусковьшают со всем необходимым для получения сплава количеством углеродистого восстановителя, полу ( ченный окускованный рудноугольный материал плавят в печи в смеси с марганцово-рудным материалом основности 0,18-1,0 и содержанием кремнезема 8-22% при соотношении марганцевого концентрата или смеси марганцевых концентратов окускованного рудно угольного материала и марганцово-рудto ного материала в рудной части шихты ( 1-2,5):1, со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНЙХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1273400 (511 4 С 22 С 33/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3666850/22-02 (22) 29.11.83 (46) 30.11.86. Бюл. Р 44 (71) Украинский научно †исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов (72) А.А. Чайченко, Г.В. Кашакашвили, И.А. Арабули, Т.В. Ахабадзе, И.А. Цкиташвили, О.К. Веретенников, В.В. Мураховский и А.А. Седов (53) 669.168.3(088.8) (56) Гасик И.И. Электротермия марганца. Киев: Техника, 1979, с. 121-130.

Деханов Н.М. Повышение извлечения марганца руды при выплавке силикомарганца. — В сб. Развитие ферросплавной промышленности СССР. Киев:

Издательство технической литературы

УССР, 1961, сс. 74-91. (54)(57) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СИЛИКОМАРГАНЦА, включающий дозирование и смешивание материалов, окускование их, загрузку в печь, плавление, поддержание основности шлака (отношения суммы окиси кальция и магния к кремнезему), выпуск и разливку металла и шлака, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения в сплав марганца и кремния, снижения удельного расхода электроэнергии, осуществляют плавление шихты без ввода в нее основного флюса, поддерживают основность шлака равной 0,650,9, при этом перед загрузкой в печь марганцевый концентрат или смесь марганцевых концентратов с основностью

0,1-0,25 и содержанием кремнезема

23-35Е окусковывают со всем необходимым для получения сплава количеством углеродистого восстановителя, полученный окускованный рудноугольный »a- ® териал плавят в печи в смеси с марганцово-рудным материалом основности

0,18-1,0 и содержанием кремнезема

8-227 при соотношении марганцевого концентрата или смеси марганцевых концентратов окускованного рудно" Мве угольного материала и марганцово — рудного материала в рудной части шихты (1-2,5):1.

1273400

10!

20

55

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству марганцевых сплавов.

Целью изобретения является повышение извлечения в сплав марганца и кремния, снижение удельного расхода электроэнергии.

Выплавку силикомарганца осуществляют без ввода в шихту основного флюса, поддерживают основность шлака

СаО + MgO (. ) равной 0,65-0,9, при этом

ЯiO перед загрузкой в печь марганцевый концентрат или смесь марганцевых концентратов с основностью О,1 — 0,25 и содержанием кремнезема 23-35Х.îêóñковывают со всем необходимым для получения сплава количеством углеродистого восстановителя и смешивают полученный окускованный рудноугольный материал с марганцово-рудным материа,лом основностью 0,18-1,0 и содержанием кремнезема 8-227. при соотношении марганцевого концентрата или смеси марганцевых концентратов окускованного рудноугольного материала и марганцово-рудного материала в рудной части шихты (1-2,5):1.

Использование двух видов марганецсодержащих компонентов шихты с различной основностью и содержанием кремнезема обусловлено необходимостью создания благоприятных кинетических условий восстановления марганца и кремния в одном печном агрегате.

Окускование со всем необходимым для получения сплава углеродистым восстановителем марганцевого концентрата или смеси марганцевых концентраСаО + МдО тов с основностью (— — —,-- -), рава Оп ной 0,1-0,25, и содержанием кремнезема 23-357. (cM. табл. 1, например, марганцевый концентрат II с. по

ТУ-14-9-172(173)-79 основностью 0,170,25 и содержанием кремнезема 2326,8X) создает возможность повышения температуры процесса выплавки сплава и увеличения степени восстановления кремния из кремнезема окускованного рудноугольного материала. В окускованном рудноугольном материале уже при нагреве до 1000 С высшие окислы марганцевого концентрата восстанавливаются до закиси марганца, а при

1200-1300 С восстанавливается закись марганца с образованием карбидов, карбосилицидов и сульфидов марганца, что значительно повышает температуру плавления материала и, следовательно, дает возможность повысить темпе— ратуру в ванне печи и увеличить степень восстановления кремния.

Из окускованной рудноугольной части шихты в металл поступает основная часть восстановленного кремния, Высо— кая степень восстановления кремния из этой части шихты повышает ее о=новность, что наряду с применением в шихте марганцово-рудного сырья с основностью 0,18 — 1,0 и содержанием кремнезема 8 — 22X (см. табл. 1, например, окисный марганцевый концентрат I с. и карбонатный марганцевый концентрат по ТУ 14-9-157-78 или агломерат

AMH-2 по ТУ 14-9-204-80) способствует повышению основности отвального шлака без увеличения его кратности, что обеспечивает повышение извлечения марганца в сплав.

Повышение основности отвального шлака силикомарганца по известному способу осуществляется только за счет дополнительного ввода в печь основного флюса, а по предложенному способу — за счет более раннего и полного восстановления кремния в результате создания благоприятных кинематических условий восстановления и повышения температуры процесса выплавки сплава за счет прихода в реакционную зону предвосстановленного более тугоплавкого материала.

Нижний предел основности обусловCaO + M O лен тем, что основность (— — —.-- -)

SiO2 ниже 0,65 ведет к снижению извлечения марганца. Верхний предел основности обусловлен тем, что повышение основности выше 0,9 ведет к снижению извлечения кремния в сплав.

Соотношение (1-2,5):1 марганцевого концентрата или смеси марганцевых концентратов основностью 0,1-0,25 с содержанием кремнезема 23-35Х окускованного рудноугольного материала и марганцево-рудного материала основностью 0,18-1,0 с содержанием кремнезема 8-22Х в рудной части шихты обеСпечивает повьппение извлечения в сплав марганца и кремния, снижение удельного расхода электроэнергии в результате получения отвального шлака с основностью 0,65-0,9 без допол-, нительного ввода основного флюса, с

1273400

Таблица

Содержание, 7.

Материал

Мп Si0 СаО MgO Al О, ГепО P

CaO+MgO

Концентрат II c

ТУ 14-9-!73-79

36,7 23-26 4,45 1,80 1,46 0 21 0,25

Концентрат II c.

ТУ 14-9-172-79

36,2 26,8 3,3 1,3 1,84 2,8 0,21 О, 17

Концентрат по

ТУ 14-9-157-78 более низкой кратностью шлака по сравнению с известным спосооом.

Для обеспечения основности отвального шлака 0,65-0,9 при получении окускованного рудноугольного материала с использованием марганцевого концентрата или смеси марганцевых концентратов с основностью на нижнем пределе (0,1) требуется введение в шихту марганцово-рудного материала с 10 основностью на верхнем пределе (1,0) при соотношении их в рудной части шихты 2,5:1.

Для обеспечения основности отвального шлака 0,65-0,9 при получе- !5 нии окускованного рудноугольного материала с использованием марганцевого концентрата или смеси марганцевых концентратов с основностью на верхнем пределе (0,25) требуется введе- 20 ние в шихту марганцово-рудного материала с основностью на нижнем пределе (0,18) при соотношении их в рудной части шихты 1:1.

Соотношение марганецсодержащих 25 компонентов в рудной части шихты ниже нижнего предела (1:1) ведет к снижению извлечения кремния и содержания кремния в металле из-за уменьшения в шихте окускованного с угле- 30 родом марганцевого концентрата, а соотношение вьппе верхнего предела (2,5:1) приводит к снижению в окускованном рудноугольном материале (избыточного) содержания углерода и,как 5 следствие, к ухудшению кинетических условий восстановления кремния. Кремнезем восстанавливается из окускованного рудноугольного материала избыточным на 35-45Х против стехиометри- 40 чески необходимого количества углерода, так как в рудноугольньп» матер»»ал при окусковании вводится весь углерод, необходимьп» на получе»п»е сплава из всей шихты. Большая поверхность взаимодействия восстановителя с частицами марганцевого концентрата создает благоприятные условия для восстановления кремнезема в окускованном рудноугольном материале, способствует ограничению силикатообразования и перехода кремнезема в шлак.

По предложенному способу шихта состоит из двух компонентов — окускованного рудноугольного материала и марганцово-рудного материала основностью 0,18-1,0 с содержанием кремнезема 8-227, который может быть представлен одним кусковым марганцевым концентратом, одним марганцевым агло— мератом, одними марганцово-рудными брикетами или окатышами, одним малофосфористым марганцевьп» шлаком или смесью указанных марганцово-рудных материалов.

Установлено, что из имеющихся в наличии в отечественной промышленности марганцевых концентратов и марганцово- рудных материалов (см. табл, )), наибольший положитсльный эффект достигается при применении в составе окускованного рудноугольного сырЬя марганцевых концентратов или смеси их с исходной основностью 0,1-0,25 и содержанием в них кремнезема 23-357..

При этом другая часть шихты должна быть представлена марганцово-рудным .материалом или смесью марганцоворудных материалов с исходной основностью 0,18-1,0 и содержанием в них кремнезема 8 †2.

1273400

Продолжение табл. 1

Содержание, Х

Материал

Мп SiO CaO MgO А1 О Г з

CaO+MgO

В О

50,1 8-10 1,4 0,40 2,36

I c.

1,3 1,80

2,3 3,5

III c.

38,0 15,7 5,5

23,0 30-35 3,2

IV c.

27,0 13-15 10,3 3,2 2,2

Карбонатный

Агломерат AMH-2 (ТУ 14-9-204-80) 43,9 19-22 6,1 2,0 1,8 3,0 0,24 0,40

Показатели выплавки силикомарганца по известному и предложенному способам приведены в табл. 2.

Т аблица 2

Известный способ

Показатели

2 3 4 5 6

Соотношение марганцевого концентрата брикетов и марганцоворудного материала рудной части шихты

1,0

1,86 1,22 2,0 2,46 2,5

Химический состав мет алла, Х

73,) 72,9 74,60 74,80 73,0 73,61

17,8 17„37 18,87 18,1 17,58

0,38 0,36 0,34 0,37 ° 0,30

71,8

18,2

17,05

0,36

0,30

Содержание Мп в шлаке, Х

9,6

12 3 12 54 9 6! 7 9 7 38

0,66 0,65 0,71 0,83 0,90

12,9

0,75,Основность шлака 0,60

Примеры. Были изготовлены 6 партий рудноугольных брикетов по 40 т каждая. Брикетирование осуществляли на двухвалковом прессе с давлением прессования около 170 кг/см . ВлажЯ ность и температура шихты перед брикетированием составляли соответственно 6-7Х и 80-90 С. Сушку брикетов осуществляли до остаточного содержания влаги 0,5-1,0Х.

Брикеты всех партий содержали 703 марганцевого концентрата и 30% га1,75 0,20 0,18

1 8 О 22 0 43

2,8 0,20 0,10

1,7 0,20 1,0

20 зового угля крупностью менее 3,0 мм марки Г14. В качестве связки использовалась сульфит-спиртовая барда в растворенном виде. Газовый уголь Донбасса содержал 60Х твердого углерода, 25 35Х летучих и 5Х золы. Выплавляли силикомарганец в электропечи мощностью

1600 кВт.

127 3400

Продолжение табл 2

Извест- Предложенный способ цо вариантам с об 1 2 3 4 5 6

Показатели

0,86

0,97

Кратность шлака

Перешло в металл,7

79,2 83,5

62,8

41,0

5210

5302

Удельный расход шихтовых материалов кг баз.т

Концентрат I c. (ТУ 14-9- 157-78) 860

1795

Концентрат II c. (ТУ 14-9-172-79) 1100 1345 1150 (ТУ 14-9-173-79) 1240

Концентрат III c. (ТУ 14-9-157-78) 1295

Концентрат IV c. (ТУ 14-9-157-78) 1600

1295

720

760

Агломерат AMH-2 (ТУ 14-9-204-80) 900 673

498

457

Ув арцит

313

630

640 634

627 640 624

537

Кокс

Сульфит-спиртовая барда

245

Материалы входят в состав брикетов.

Удельный расход электроэнергии, кВт ч баз.т

Концентрат карбонатный (ТУ 14-9-157-78) Доломит

Газовый уголь

0,71 0,69 0,62 0,88 0,60

82,7 80,80 83,90 83,1 84,60

63,9 64,20 66,70 63,4 65,60

5265 5244 4906 5260 4808

255 250 247 255 235

9 !273400 !О

Составитель К. Сорокин

Редактор Л. Повхан Техред И.Гопович Корректор Т. Колб

Заказ 6390/20 Тираж 567 ° Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Несмотря на то, что в шихте для выплавки сипикомарганца по известноМу способу использован высококачественный марганцевый концентрат, извлечение марганца и кремния по предложенному способу выплавки силикомарганца на 1,6-5,4 и 21,8-25,7Х. соответственно выше. Удельный расход электроэнергии ho предложенному способу ниже, чем по известному способу выплавки силикомарганца, на 0,79,3 . Кроме того, по предложенному способу в составе шихты отсутствует добавка основного флюса.