Способ производства бесфосфористого углеродистого ферромарганца

 

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве ферросплавов . Целью изобретения является повышение извлечения марганца в металл и уменьшение расхода электроэнергии . Способ включает дозирование, непрерывную загрузку в рудно-термическую электропечь шихты, состоящей из марганцевого концентрата химического обогащения, кокса и железной стружки, проплавление шихты, периодический выпуск металла и шлака. Перед началом загрузки шихты на подине печи расплавляют шпак производства углеродистого ферромарганца флюсовым способом с образованием слоя шлака высотой 0,3-0,4 м, затем па его поверхность загружают кокс с образованием слоя высотой 0,05-0,10 м. Шпак выпускают через шпаковую летку отдельно от металла в количестве, обеспечивающем поддержание указанной высоты его слоя. Применение способа позволяет увеличить извлечение марганца в металл на 11-15% и снизить удельный расход электроэнергии на выплавку ферромарганца на 400- 500 кВт-ч/т. 1 табл. и

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН щ) С 22 С 33/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

P а3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

r1O ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4611091/02 (22) 30.11 ° 88 (46) 07.04,91. Бюл, If 13 (71) Сибирский металлургический институт им, Серго Орджоникидзе (72) Н.В.Толстогузов, В.А.Радугин, В.Ф.Гуменный, И.E.Ïðîøóíèí и И,А.Селиванов (53) 669.168.3 (088..8) (56) Гасик М.И. Злектротермия марганца. — Киев: Техника. 1979, с. 113.

Теория и практика металлургии марганца, — М.: Наука, 1980, с. 1?8-135. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БЕСФОСФОРИСТОГО УГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОМАРГАНЦА (57) Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве ферросплавов. Целью изобретения является повышение извлечения марганца в металл и уменьшение расхода электроИзобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве ферросплавов, Целью изобретения является повышение извлечения марганца в металл и уменьшение расхода электроэнергии, Предлагаемый способ производства бесфосфористого углеродистого ферромарганца включает дозирование, непрерывную загрузку в руднотермическую электропечь шихты, состоящей из марганцевого концентрата химического обогащения, кокса и железной стружки; проплавление шихты, периодич ес„„SU 164()19> A 1

2 энергии. Способ включает дозирование, непрерывную загрузку в рудно-термич ес кую электр опеч ь шихты, состоящей из марганцевого концентрата химическогоо обогащения, кокса и жел ез ной стружки, проплавление шихты, периодический выпуск металла и шлака. Перед началом загрузки шихты на подипе печи расплавляют шпак производства углеродистого ферромарганца флюсовым способом с образованием слоя шлака высотой 0,3-0,4 м, затем на его поверхность загружают кокс с образованием слся высотой 0,05-0, 10 м.

Шлак выпускают через шпаковую летку отдельно от металла в количестве, обеспечивающем поддержание укаэанной высоты его слоя. Применение способа позволяет увеличить извлечение марганца в металл на 11 †1 и снизить удельный расход электроэнергии на выплавку ферромарганца на 400500 кВт ч/т. 1 табл.

laeaL кий выпуск металла и шлака, при этом перед началом загрузки шихты на по- © дине печи расплавляют шлак производ- Ю ства углеродистого ферромарганца флюсовым способом с образованием слоя шлака высотой 0,3-0,4 м, затем на его поверхность загружают кокс с образованием слоя высотой 0,050,10 м, а шлак выпускают через шпаковую летку отдельно от металла в количестве, обеспечивающем поддержание указанной высоты его слоя.

В печи перед началом загрузки шихты расплавляют шлак от плавки ферро164019 2

3 марганца флюсовым способом состава,Ж:

tin, 10-15, SiO 29-33, СаО 35-40, ИяО 2-3, Al Î 5-8. Шпак берут столько, что он после расплавления образует в печи слой расплава толщи5 ной 0,3-0,4 м, что соответствует толщине слоя шпака, необходимой для оптимального протекания предлагаемого способа

Слой шлака указанной толщины (0,30,4 м) и состава обеспечивает в соответствии с принципом Микулинского температурный режим процесса, определяющийся температурой плавления шпака на уровне 1450-1550 С, который. является оптимальным для восстановления марганца из богатых концентратов.

Слой меньшей и большей толщины не позволяет. поддерживать в печи нужный температурный режим. Это увеличивает и удельные потери марганца и расход электроэнергии. Вместе с этим уменьшае гся стойкость угольной футеровки печи.

Так, при слое шпака меньше 0,3 м увеличивается количество тепла, выделяющегося в слое металла. Это приводит к его перегреву, повышает расход электроэнергии и.потери марганца испарением. Одновременно с этим в результате повышения температуры металла возрастает растворимость углерода в ферромарганце и угольная футеровка печи быстро разру35 дается.

При слое шлака больше 0,4 м металл становится холодным, а доля тепла, выделяющегося в коксовой подушке, становится. излишне высокой, что также увеличивает и потери испарением и со шпаком.

После полного расплавления шпака на его поверхность задается кокс в таком количестве, чтобы вся его поверхность быпа покрыта слоем кокса толщиной 0,05-0,10 м. Слой меньше

0 05 м трудно сохранить в условиях непрерывной плавки. В результате этого увеличивается глубина посадки

56 электродов, металл на подине печи перегревается, а шлак становится холодным. В результате потери марганца и расход электроэнергии повышаются.

Слой кокса больше 0,10 м приводит к

S5 уменьшению глубины посадки электродов из-за увеличения доли тока, протекающей через коксовой слой, что повышает температуру процесса и увеличивает относительную долю потери марганца.

После этого загружают шихту состава, X: концентрат химобогащения

72-73,5,.железная стружка 6,0-6,5, кокс 20-21,5.

При такой загрузке концы электродов постоянно находятся в слое шпака, что полностью исключает дуговой режим плавки и потери металла испарением.

Шпак указанного состава имеет температуру плавления 1400-1500 С, что опреДеляет температуру в печи в пределах 1450-1550 С. Кесколько большей (1550-1600 С) будет температура в слое кокса, отделяющего жидкий шлак от твердой шихты указанного состава.

В р езультат е этого восстановл ение марганца углеродом из концентрата химообогащения происходит в основном из твердой шихты. В шлак переходит и, следовательно, восстанавливается из шпака лишь незначительная часть оксидов марганца из концентрата, Последнему способствует низкое содержание SiO в шихте, а также и то, что основная часть шихты отделена от шлакового расплава слоем кокса.

Концентрация оксидов марганца в шпаке поэтому постоянна и близка к равновесной для 1450-1550 С.

Выпуск металла при предлагаемом способе плавки производится по мере его накопления в печи через выпускное отверстие, расположенное ниже нижнего уровня шлака. Шпак выпускают из печи через шпаковую летку отдельно от металла. При этом шпак выпускают из печи лишь в таком количестве, которое образуется за счет внесения шпакообразующих оксидов концентрата химобогащения и кокса шихты (это количество зависит от химсостава концентрата кокса и в каждом конкретном случае onределяется расчетом материального баланса). Таким образом, поддерживают в печи постоянную высоту слоя шихты, равную 0,3-0,4 м.

Так, если ферромарганец (Mn 80, Si 0,2-1,0X) плавится из концентрата с содержанием 59-64Х Ип и 0,5-1,0

SiO при среднем расходе кокса

420 кг/т (Ас 13Х, $ 0,„52X) на тонну сплава образуется лишь 50128 кг шпака (SiO 307) (кратность шлака 0,05-0,13 т(т) . Поэтому с вы1640192 и достижение высокого извлечения марганца в сплав (91-.957) с учетом

37 потерь металла (плавки 2-4) при

5 разливке, дроблении и тому подобное (против 807 при двухстадийной технологии по способу ИИЕТ) . Кроме того (плавки 1 и 5) уменьшение или увеличение толщины слоя шпака и кокса относительно оптимальных пределов ухудшает показатели плавок.

Применение прецлагаемого способа по сравнению с известным стабилизирует тепловой режим работы печи колебания температур в печи составляет «+5 C, обеспечивает высокое извлечение марганца в сплав при одностадийной плавке, что позволяет сократить расход электроэнергии, а также за счет увеличения выхода металла при плавке на 307 снижается содержание фосфора в сплаве, понижается расход электроэнергии на 400500 кВт ч/т и увеличивается извлечение марганца на 11-157.

35 пуском из печи 63 ИВЛ 50-58т (" 8 м ) ферромарганца (при четырех выпусках в смену) выпускают в среднем лишь 4 5 т (1,5 м ) шпака. Это количестно шлака выпускают из печи через специальную шлаковую летку 2-3 раза в сутки.

В результате этого печь работает с постоянным количеством шпака толщиной слоя 0,3-0,4 м.

Пример. Плавку проводят в лабораторной электропечи мощностью

100 кВА с подовым электродом. Печь разогревают на коксе (4 ч), а затем на шлаке (2 ч), после чего шпак из печи выпускают. В подготовленной таким образом печи проведены опытные плавки 1-5, В печь загружают отвальный шпак флюсовой плавки ферромарганца в количестве 28, 42, 49, 56 и 84. кг соответственно, что соответствует толщине буферного слоя расплава шлака в печи 0,2, 0,3, 0,35, 0,4 и 0,6 и при составе шпака, мас ° 7.: HnO 18,5, Si0g 29,6, СаО 38,3, HgO 2,8, Л1 Оз 6,7.

После расплавления этого шлака на поверхность его загружают кокс

20, 35, 50, 70 и 85 кг соответственно плавкам 1-5, что обеспечивает толщину его слоя на поверхности шпака О, 03, О, 05. 0,07, О, 1О и

О, 12 м соответственно. .После этого загружают шихту состава, кг: концентрат хлоркальциевого обогащения 10, кокс 2,8, железная стружка. 0,8. После проплавления

100 кг шихты металл и шлак выпускают, 40 остатки шихты из печи выгружают и анали зир уют.

Результаты плавки приведены в таблице.

Как видно из результатов, представленных в таблице, предлагаемый

45 способ по сравнению с известным обеспечивает путем одностадийной плавки получение малофосфорнстого ферромарганца с низким содержанием фосфора О, 025-0, 037 (против О, 047)

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ производства бесфосфористого углеродистого ферромарганца, включающий дозирование, непрерывную загрузку в руднотермическую электропечь llIHxTbl состоящей из марганцевого концентрата химического обогащения кокса и железной стружки, проплавление шихты, периодический выпуск металла и шлака, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения извлечения Марганца в металл и уменьшения расхода электроэнергии, перед началом загрузки шихты на подине печи расплавляют шлак производства углеродистого ферромарганца флюсовым методом с образованием слоя шлака высотой 0,3-0,4 м, затем на его поверхность загружают кокс с образованием слоя высотой 0,05-0, 10 м, а шпак выпускают через шлаковую летку отдельно от металла в количестве, обеспечивающем поддержание указанной высоты его слоя.

1640192

Пока зат ели

Данный показатель плавки

1 2 3 4

Толщина слоя расплава шлака производства угл ер од ис тог о ферр омар га нца флюсовым способом, м

Толщина слоя кокса на расплаве шлака, м

Состав ферромарганца, 7.:

Мп

С

Si

Состав шихты, Ж:

Мп

Si0

СаО

Из вл еч ение марганца в металл, 7

Расход электроэнергии, кВт ч/т . в печи 100 кВА

0,4

0,2

0,3

0,35

0,6

0,05

0,03

0,07

0,10

0,12

80,2

0,037

6,5

1,5

83,3

0,03

6,8

1,8

82,7

0,028

6,1

0,8

83,0

0,026

6,3

1,0

83,4

0,025

6,7 . 0,95

18,6

31,2

38i1

13,5

33,2.

40,1

12,2

34,5

41,2

11,9

36,8

40,8

13,1

33,0

41,8

83,8

92,1

90,8

94,7

86,7

5610 4730

2400 2100

2000

5010 5706

2200 2400 промышленная печь

Составитель К. Сорокин

Техр ед М. Дидык Корр ектор С.ЧеРни

Редактор И.Дербак

Заказ 998 Тираж 392 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ио изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101