Способ производства углеродистого ферромарганца
Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству углеродистого ферромарганца Сущность изобретения способ включает дозирование, смешение и проплавление шихты из марганцевого концентрата, железных окатышей. кокса и флюсов, выпуск металла, отделение от шлака и разливку Металл и шлак периодически выпускают о промежуточное устройство Прогревают под током Шлак спивают в шлаковню через шлаковую летку Металл выпускают из промежуточного устройства в разливочный ковш через летку для выпуска сплава п начале прогрева шлака от третьего и последующих выпусков При этом во время выпуска сплава из промежуточного устройства контролируют его уровень и выпуск прекращают поспе его понижения ниже уровня шлаковой летки 1 зпф-лы.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5029402/02 (22) 27.02.92
{46) 30.11.93 Бюл. Na 43-44 (75) Толстогузов Н.В.; Захаров СВ. (73) Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА УГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОМАРГАНЦА (57) Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству углеродистого ферромарганца. Сущность изобретения: способ включает дозирование, смещение и проплавление шихты из марганцевого концентрата, железных окатышей, (19) RRU U(и) 20Î3722 Cl (Я) 5 С 22 С 33 04 кокса и флюсов, выпуск металла, отделение от шлака и разливку. Металл и шлак периодически выпускают в промежуточное устройство. Прогревают под током. Шлак сливают в шлаковню через шлаковую летку. Металл выпускают из промежуточного устройства в разливочный ковш через летку для выпуска сплава в начале прогрева шлака от третьего и последуощих выпускоа При этом во время выпуска сплава из промежуточного устройства контролируют его уровень и выпуск прекращают после его нониженил ниже уровня шлаковой летки. 1 зпф-лы
2003722 основного шлака, так и с очень большими потерями полученного металла, которыедостигают 10-15 j (см. например, А.А.Мельниченко, Э,С.Карманов, А.А.Чумаков.
В.С.Иванишко, О потерях сплавов в произ- 55 вадстве силикомарганца и ферромарганца, Совершенствование технологии производства марганцевых сплавов, Тбилиси; Собчота Сакартоеко, 1983, с. 344-348). Эти потери (корольки и капли в шлаке, образующиеся
Изобретение относи гся к черной металлургии, о частности к производству ферросплавов, Углеродистый ферромарганец широко используется для раскисления и легировапия стали, Однако его производс во и в доменных и в электрических печах сопряжено со значительными палерями марганца.
Известен безфлюсовый способ произоадстоа ферромарганца. Шихта в этом слу«ае состоит из марганцевого концентрата, :железной стружки и кокса (11, Этот способ практически безотходен — получаемый при эгом сплав отправляют потребителю, а второи продукт — шлак используют повторно для производства силикамарганца с низким содержанием фосфора. Благодаря этому из шлака полезно используется и окисный марганец и запутавшийся в шлаке металл (Ko рольки, капли металла и др.), Однако для такого способа плавки требуются очень богатые окисные руды с низким содержанием кремнезегла и низким содержанием фосфора, Такие руды на наших месторождениях в настоящее вре ля практически отсутствуют.
Наиболее близким к заявляемому техническим решением является фл|осовый способ плавки, заключающийся B дозировании, смеLUåíии и непрерывном проплавлении шихты, состоящей из марганцевого концентрата (агломерата), железной стру>кки, кокса и флюсов — известняка или известняка в смеси с доломитом, периодическом выпуске металла и шлака, отделении металла от шлака и разливке металла на машине или в поддоны (2).
При этом спасобе плавки марганец из концентрата оассганаоливается более полно. Поэтому для плавки можно использовать как богать1е, так и бедные руды. Могут использоваться и руды с более высоким почти о 1,5 раза, чем при бесфлюсовом способе, садер>канием фосфора.
Однако при этом способе велик расход электроэнергии. В зависимости от качества концентрата (агломерата) он колеблется в пределах 3200-4000 кВтч/т, Последнее связано как с расходом электроэнергии на разложение карбонатов и более высокой теплоемкостью и температурой плавления
t5
45 как в печи, так и в результате дробления струи металла при его выпуске в ковш; в сливы металла при сливе шлака из ковша; включения и капли металла в загущаемом ковшевом шлаке; корольки и капли, запутавшиеся B остатках шлака в стриммерном устройстве, скрапины в стриммерном устройстве и ковше и т.д.) возникают как в печи, при выпуске сплава из печи в ковш, при отделении металла от остатков шлака в ковше, так и при разливке, На разных заводах они колеблются в пределах 10 — 15%. Для уменьшения потерь загущаемый шлак из ковша (150-250 кг/т) и стриммерного устройства возвращают в переплав, Перерабатыоа ат и коошевые шлаки, получая из них металлоконцентрат с содержанием 4050% металлического марганца, который также возвращают вперепл,ав. В результате только на переплав отходов расходуется дополнительно 200-300 кВт ч электроэнергии на 1 т сплава.
Целью изобретения является уменьшение потерь ферромарганца при выпуске и разливке, а также уменьшение затрат на повторный переплав продуктов их плавки, Поставленная цель достигается тем, что в известно л способе плавки, включающем дазиравание шихты из марганцевого концентрата. железной стружки, кокса и флюсов ее непрерывное проплавление и периодический выпуск металла и шлака в ковш, отделение металла от шлака и его разливку, металл и шлак из печи выпускают сначала в промежуточное устройство, выдерживают их под током до полного осаждения корольков и капель сплава из шлака, после чего шлаки сливают через верхнюю летку в шлаковую чашу, а в промежуточное устройство принимают второй и последующие выпуски металла и шлака, при этом после каждого выпуска металл и шлак выдерживают под током, а шлак сливают перед каждым новым выпуском продуктов плавки и РТП. При этом металл из промежуТо Iéorа устройства выпускают в KOBIU для разливки отдельно от шлака через специальную лотку, расположенную на уровне его днища, при этом его выпускают из промежуточного устройства только перед началом или в начале прогрева третьего и последующих выпусков продуктов плавки из печи, а по ходу его выпуска следят за тем, чтобы уровень металла в промежуточном устройстве был в конце его выпуска ниже уровня шлаковой лотки.
В результате из промежуточного устройства каждый раз сливается не весь шлак, а лишь 80-90% от его наличия в нем. Это увеличивает время осаждения корольков, 2003722
20 но способствует устранению потерь сплава со шлаком.
Промежуточное устройство и по размерам и по мощности трансформатора естественно зависит от мощности печи. Для печи
РП3-63И1 ано имеет площадь днища примерно 14-15 м (т.е. примерно в 10 раз мень3 ше размеров самой РТП), Поэтому один выпуск металла в нем будет иметь высоту
0,33-0,35 м, один выпуск шлака при кратности шлака 1,35-1,7 1,0-1,2 м. Для полного отделения из шлака корольков диаметром более 0,2 мм в этом случае необходима выдержка 30-45 мин, Подогрев металла и.шлака под током позволяет примерно за 20 мин (при мощности трансформатора 7000 кВЛ) повысить их температуру на 50-100 С.
Вследствие этого скорость осаждения корольков возрастает примерно в 4-10 раз, В результате за 60 мин выдержки шлака под током (120-5-10-45 = 60, где 120 мин — промежуток между двумя выпусками металла из
РТП, 5 мин — время выпуска 30-35 т металла из промежуточного устройства, 10 мин— время слива шлака из промежуточного устройства; 45 мин — время, затрачиваемое на закатывание промежуточного устаойства к печи, ожидание выпуска, выпуск металла и шлака, выкатывание промежуточного устройства из пад печи) осаждаются не талька корольки и капли, остающиеся в шлаке в печи и запутывающиеся в нем при выпуске металла и шлака из печи, но и примерно на
ggоу, корольки диаметром более 0,2 мм, образующиеся в шлаке в результате восстановления из него (MITo) углеродам электродов и углеродом мелочи кокса, запутавшемся в шлаке. В результате полностью ликвидируются потери металла в виде корольков и капель со шлаком. С другой стороны достаточная высота металла в промежуточном устройстве (1 м перед началом выпуска
0,7 м в конце выпуска) позволяет выпускать металл совершенно свободнььг от шлака, т.к. шлак выпускаемым в ковш металлом ззсасываться не будет. В результате ликвидируются как потери сплава при отделении его or шлака (потери с загущаемым шлаком), а также и основная масса потерь металла(патери в промежуточном устройстве) при разливке, так как при использовании промежуточного устройства металл свободен от включений шлака и без скилгмернага устройства. Сохранятся лишь потери в виде брызг при разливке и в виде скрзпин на желобах и B ковше. Однако их величина не превышает 1-27;. следует еще раз подчеркнуть. что эффект получается не только в результате использования обогреваеГ-".ого
55 пралгежуточного устр<1<1<.<1:з. Ii<1 и г< 10 !Л1 насти операций. Так, например, !1ЛГкчду с подогревом металла L1 шлака и -,!!уск<гм металла через специальнук. 101 K) у падины устройства важным являегся также 1о. !10 металл из промежуточного усl райст вз выпускается только после третьего вь1пускз, а шлак сливается после каждого. В результате первого увеличивается вь!cотз мoràëëà и
УМЕНЬШЗЕтСЯ ВЕРОЯтНОСтЬ ЗЗТЯГ<1!1ЛН!гЯ ВЫпускаемым метзллолг шлака. вт<;рое уменьшает толщину шлака и время. необходимое для полного отделения корольков и капель сплава. Наконец, следует отметигь, чта разливка ферромарганца с ОTKpL!ToI, M0>Kli0 ПОЛГIОСТЬ10 ИСV I!ОЧИТЬ, ЕСЛИ В ковш на зеркало Гиеталлз присадить 10-20 кг (2-3 лопатьl) плавикового шпата.
Сопостзвительны!1 анализ заявляемого
С EIPOTOT!1<1011 !10KßÇLIБЗЕТ, iTO П!ТЕДЛЗГЗЕ мый способ отличается ог прототипа дополнительными Оперзциял1и !1 соат!Зетст вуат критерию изобретения "I овизггз".
В литературе извес гны тех! Ические решения, ь которых хот:. бы or÷ýcrl!реи1зются вопросы уме;!ь L!e;!l;я патера. Тз;; при использовании трехкавшевай те,! oж<<и потери металла lip!1 Bhi ïóñêå патер
Однако при это< сагвершенна не y!«Оньшаются потери при загуще1<ии шлз <3 !1ïîÃåð!1 в стриммерно< устра стве при разливке сплава, извлечение в таьар !ый сплав расгет лишь нз 2-3,>о, з пераг)язв Отходов не 13M<>няется и cÎcTBBлс!ет 250 100 Kl l т В Г1ре г<1згаемом способе патсри металла устрс!няют с!1 на всех стз;:,ия.<
Пример 1 Предлзгз" лгый способ реализуется при плавка <1,:ер-,алгзргзн1!з B прямаугаль1!ых печах РП3-63 сn;-;,I;y,o<цилг
Образам, LI1! Iхтз из мзрГз!! ц =.ЗO. 0;! Гло "!, iзТд, жЕЛ ЕЗОРУД11Ь! Х О К сjTLI I LIE>i.к KО .СЛ И ф Л !ОС О В
Дазирy ЕТСя Н- 1 ДВИж 1>!Ö;>ЮС я Г!>ЗНТ /
KзBм ".B,"pужзетcq B BОр и!
11ЕЧИ Г> раиз Зад! 1ТСя 4 рс13З В С< 10> I „; I! < ". =
ПP>3BB ßñà!Ц> ЕСB> Гlа Ж Д, ПУТ ЛЛ1 ВДОЛЬ ДЛ!1 i!>ай стааа1-!Ь1 г1ечи пра:. ->:><утачГ>ае . с: 0<:й" за.
Пеавыи сЗып у сК прои..>ВОДИ 1 с я ".. .poз Ii10ð: tа летку (мел<ду 3 l! 4 электродам;). посл". чего промежуточное устройства Откат ывзе с!1 ат печи, подключается K транс!<;Ормзтару и B
2003722 7
Показатели
По изобретению
По прототипу
16. 68
14,04
1.85
0,081
0.404
0,700
0,120
2,107
0,092
0.460
0,800
0,135
0,200 известняк — окатыши железоруды сплава — в печи РПЗ-63
3475
4120 сквозной режиме сопротивления производится подогрев шлака, а через него и металла, на 50- .
100 С, после чего шлак сливается, а промежуточное устройство перекатывается к печи и принимает выпуск металла и шлака 5 из летки 1 (между 1 и 2 электродами). Затем промежуточное устройство снова выкатывается и включается в режиме сопротивления на подогрев (60 мин), после чего шлак сливается в обьеме одного выпуска (в уст- 10 ройстве остается шлак в количестве 10-20 от обьема одного выпуска). После слива шлака промежуточное устройство закатывается под летку 3 и принимает третий выпуск металла и шлака, После его завершения 15 промежуточное устройство выкатывается и включается на подогрев, Одновременно с этим из устройства производится первый выпуск (через нижнюю летку) сплава. Эта летка закрывается пушкой без прерывания. 20 струи. Выпуск третьей порции шлака, как и ранее, производится после его прогрева в течение 60 мин через верхнюю летку в шлаковую чашу. После этого цикл работы промежуточного устройства повторяется в том 25 же порядке, как и после третьего приема металла и шлака (выпуск металла в начале подогрева, через нижнюю летку, выпуск шлака после завершения подогрева через верхнюю летку). 30
Пример 2. Для оценки показателей производства ферромарганца разработали проект цеха, оборудованный печами КР3-63 для плавки ферромарганца по предлагаемому способу из карбонатной руды. Печи обо- 35 рудовали промежуточным устройством
Производительность печи РПЗ-63 т/ч
Расход материалов на базовую тонну,т — агломерат (48 Mn} — МФШ (48% Mn) — кокс
ОтхОды
Расход электроэнергии, Квт ч/б т (устройство оборудовано двумя летками на разном уровне: нижняя — для выпуска металла, верхняя — для выпуска шлака). Для оценки показателей плавки и расхода энергии на подогрев металла и шлака на 100ОС рассчитали шихту и материальный и тепловой баланс плавки. При этом в сравнении с прототипом получены следующие результаты, представленные в таблице, Предлагаемый способ производства ферромарганца по сравнению с прототипом позволяет получить следующие преимущества. ,1. Производительность электропечей повышается на 18-19%.
2. Уменьшается расход концентрата/ кокса и флюсов на 12-12.2%.
3. Несмотря на дополнительный расход энергии на подогрев (147 кВт.ч/т) ее расход на 1 т товарного сплава уменьшается на
12% (на 495 кВтч/т).
4. Концентрация марганца в отвальном шлаке понижается до 8-9%, в результате чего потери марганца с отвальным шлаком понижаются на 1-2
5. Более чем на 60 руб/т понижается себестоимость сплава, 6. Полностью ликвидируется переплав
ОтхОДО В. (56) Гасик M,Þ. Электротермия марганца, Киев; Техника, 1979, с. 112-113.
Гасик М.И., Лякишев Н,П. и Емлин Б.И.
Теория и технология производства ферросплавов. М,: Металлургия, 1988, с. 259-263.
2003722
Продолжение таблицы
Формула изобретения.
Составитель Н. Толстогуэов
Техред M,MîðãåíTàë Корректор Л.Пилипснко
Редактор С. Кулакова
Тираж
НПО "Поиск" Роспатента
113035, Москва, К-35, Раушска» наб., 4!5
Подписное
Заказ 3310
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 10 I. СПОСОБ ПРОИЗ ВОДСТВА УГЛЕ РОДИСТОГО ФЕРРОМАРГАНЦА. включающий дозирование, смешение и проплавление шихты из марганцевого концентрата. железорудных окатышей, кокса и флюсов, выпуск металла, его отделение от шлака и, разливку, отличающийся тем, что металл и шлак периодически выпускают в промежуточное устройство, прогревают под током, затем шлак сливают в шлаковню через шлаковую летку, а металл выпускают из промежуточного устройства в разливочный ковш через летку для выпуска сплава в начале прогрева шлака от третьего и последующих выпусков.
2. Способ по п,1, отличающийся тем, что во время выпуска сплава из промежуточного устройства контролируют его уровень, а выпуск прекращают после era понижения ниже уровня шлаковой летки на 0,1 - 0,15 м.
