Способ производства низкоуглеродистого ферромарганца

 

Союз Советсник

Соцнаннстнчвскик

Распубиик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ФДЕТИЗЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11. 07. 79 (21) 2823922/22-02 с присоединением заявки HP— (23) Приоритет— . Опубликовано 150881, Бюллетень Й930

Дата опубликования описания 15г08.81

Р1 М К„з

С 22 С 33/04

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений н открытий (53) УДК 889.188 (088.8) (72) Автор иэобретения

i

1 ! г г

I !

I

t г

Н.В.Толстогузов

1 (71) Заявитель г

Сибирский металлургический институт;- им. Серго Орджоникидзе l (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОУГЛЕРОДИСТОГО

ФЕРРОМАРГАНЦА

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производ. ству ферросплавов, и может быть использовано при производстве ферромарганца с пониженным содержанием

5 углерода.

Известен способ производства низкоуглеродистого ферромарганца силикотермическим способом, включающий проплавление марганецсодержащего сырья в виде окислов совместно с известью в печи и последующую загрузку в расплав восстановителей. В качестве восстановителя используют силикомарганец или ферросилиций. Металл и 15 шлак выпускают из печи и производят разливку сплава (1). г

Недостатками данного способа являют я низкое использование кремния 20 восстановителя, высокая кратность шлака и повышенный расход электроэнергии.

Высшие окислы марганца при нагреве диссоциируют до низших. Практичес- 25 ки в рудиоиэвестковом расплаве значительная часть марганца представлена его окисью -ь ИпО. Тем не менее полезное использование кремния находится в.пределах 25-35%. 30

Восстановление марганца по реакции

2ИпО + Si = 2Ип + Si0 (1) должно сопровождаться на каждый кило-. грамм окисленного кремния получением

3,93 кг марганца и 7,15 кг шлака с содержанием 30% SiО . Для того, чтобы уменьшить кратность шлака в реальных условиях, в-качестве восстановителя используют сплав с содержанием кремния 17-20%. Таким силикомарганцем на 1 кг кремния вносится 4,04,9 кг составляющих, непосредственно не участвующих в реакции, но полностью переходящих в металл. Следовательно, на 1 кг кремния должно получаться 7,93-8,8 кг сплава и 7,15 кг шлака указанного состава, т.е. теоретическая кратность шлака при плавке ферромарганца с использованием в качестве восстановителя силикомарганца и окислителя концентратов, не содержащих кремнезема, может составлять

0,81-0,9 т/т. С учетом того, что используется руда с содержанием до 10%

SiÎ2, теоретическая кратность шлака повышается и составляет 1,25-1,39.

Фактическая кратность шлака прн плавке ферромарганца силикотермическим процессом даже при использовании

855044

Предусмотрено также в качестве 25 восстановительного газа использование колошникового газа руднотермических печей.

При взаимодействии окиси углерода с высшими окислами марганца идет их восстановление до низших (непрямое восстановление окислов). При этом взаимодействие идет интенсивно уже при температуре 200 С с выделением теплоты.

Дополнительное количество теплоты, выделяющейся при расплавлении руды в восстановительной атмосфере по сравнению с обычной плавкой связано с двумя причинами: исключением расхода тепла на дис- 4О социацию высших окислов, выделением тепла при зкзотермических реакциях непрямого восстановления окислов °

Суммарный эффект, получаемый при этом, может быть учтен по реакции окисления окиси углерода до углекислоты.

СО+1/20, СО ан = -67650 кал .{2)

При содержании ИпО в руде 65% по суммарной реакции

ИпО ИпО + 1/2 Ь (3) вьщеляется кислорода

° °

18 О 16

1 О 65 87 221 кг, ° при взаимодействии которого с окисью углерода выделяется теплоты

Q = 221 =934415 квл.

16

При этом образуется 309,5 м СО .Если принять, что восстановительная способность газа использована только на .50%,тогда 618 м газа (50% СО, 503 СО ), $$ в качестве восстановителя силикомарганца бывает больше двух.

Повышенная кратность шлака объясняется неудовлетворительным использованием кремния и потерями восстановленного марганца. Повышенный расход электроэнергии вызван высокой кратностью шлака, а также расходом тепла на диссоциацию высших окислов.

Цель изобретения — повышение полезного использования кремния, сокращение потерь марганца и уменьшение. расхода электроэнергии.

Цель достигается тем, что согласно способу, включающему расплавление

"окисной марганцевой рудноизвестковой смеси, загрузку кремнистого восстано- 15 вителя, восстановление марганца из расплава, выпуск и разливку сплава, при лроплавлении рудноизвестковой смеси в ее объем, а при получении и восстановлении расплава на его поверх- gO ность подают восстановительный газ с суммарным расходом 450-600 м3/т получаемого сплава. при средней температуре 1100 С унесут тепла

° (7741+12844)= 284330 кал.

309, 5

22,4

Следовательно, в шихте выделяется тепла 650000 кал, что при 9 = 0,95 и тепловом КПД "80% равноценно эко650000 намин 860 0 80,0 95 — 990 кВт.ч. электроэнергии.

При подобном протекании процесса практически весь марганец в шлаке представлен закисью марганца. Восстановление марганца кремнием при этом протекает по реакции (1) и приводит к снижению его расхода.

После завершения расплавления руды и флюса восстановительный газ подают на поверхность рудно-флюсового расплава. Это уменьшает окисленность верхних слоев расплава и окисление кремния силикомарганца при обработке расплава, а вдувание газа способствует перемешиванию расплава и силикомарганца и ускоряет протекание,реакции (1) на поверхности их раздела.

С учетом восстановления высших окислов марганца до МпО и содержания окиси углерода в колошниковом газе

"80%, а также необходимости создания восстановительной атмосферы при загрузке восстановителя минимальный расход газа составляет 450 м /т получаемого сплава, расход его более

600 м учитывает наиболее-вероятные составы других восстановительных газов и целесообразный предел с точки зрения энергетических затрат на непрямое восстановление окислов.

Пример. Плавку ферромарганца осуществляют на шихте, состоящей из

2000 кг руды 1-ro сорта и 300 кг извести. В смесь во время расплавления вдувают колошниковый газ(80% СО) через три фурмы. Расплавление продолжается 2,5 ч. За это время плавится

8-10 т руды. После расплавления руды и извести производят обработку расплава силикомарганцем из расчета

400 кг на тонну руды. Во время загрузки силикомарганца на поверхность расплава подают восстановительный гаэ.

После загрузки силикомарганца фурму опускают в руднофлюсовый расплав под углом 30 к поверхности и производят продувку 10 мин. Общий расход газа

450-600 м /т сплава. Расход силико.н марганца сокращается на 300 кг/т, кратность шлака составляет 1,5 . Использование кремния на восстанбвление Nn0 повышается до 56%.

Предлагаемый способ плавки ферромарганца имеет следующие преимущества: в 2- 3 раза повышается полез ное использование кремния силнкомарганца, 855044

Формула изобретения

Составитель О.Веретенников

Редактор М.Петрова Техред A. Бабинец Корректор М-Коста

Заказ 6836/38 Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óêãîðîä, ул.Проектная,4 уменьшается перегрев металла при его восстановлении кремнием, что сокращает потери марганца испарением, за счет лучшего использования кремния создаются условия для полу= чения малоуглеродистого ферромарганца при использовании силикомарганца с содержанием 20-22%; уменьшается расход силикомарганца на 300-400 кг/т .ферромарганца, уменьшается расход электроэнергии во время расплавления шихты в 1,5 раза.

1. Способ производства низкоуглеродистого ферромарганца, включающий расплавление окисной марганцевой рудноиэвестковой смеси, загрузку кремнистого восстановителя, восстановление марганца из расплава, выпуск и разливку сплава, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения полезного использования кремния, сокращения потерь марганца и уменьшения расхода электроэнергии, при проплавлении рудноизвестковой смеси в ее объем, а при получении и восстановлении расплава на его поверхность подают восстановительный газ с суммарным расходом 450-600 м /т получаемого сплава.

?. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве восстановительного газа используют колошниковый газ руднотермических печей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Елютин В.П. и др. Производство ферросплавов. Металлургиздат, 1957, с.131-133.