Шихта для производства марганцевого агломерата

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и>998556

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.12.81 (21) 3363617/22-02 ($1) М. Кл.з

С 22. В 47/00

С 22 В 1/14 (53) УДК669. 74. 3 (088 8) с присоединением заявки МоГосударственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 2Х02.83. Бюллетень М 7

Дата опубликования описания 230283 м.и.гасик, И.Г.Кучер, н.й.щи акакий и г.д.тйач е е . г и е Д

ДнепРопетровский ордена труу ррог МЙЫЙЙ> ива анни металлургический институт - . (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МАРГАНЦЕВОГО АГЛОМЕРАТА

Изобретение относится к металлургии, а именно к подготовке марганецсодержащих материалов к электроплавке методом агломерации,и может быть исполь эовано при выплавке соликомарганца.

Известен ряд шихт для получения офлюсованного марганцевого агломерата, содержащих марганцевое -сырье, . твердое топливо, возврат и флюсы (1).

Недостатками укаэанных щихт является то обстоятельство, что в камере флюса используют материалы на основе окиси кальция { из вестняк, доломит, ракушечник), что делает неприемлемым этот агломерат для выплавки силикомарганца.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является шихта 2 3, содержащая марганцевый концентрат, возврат агломерата, твердое топливо и флюс (известняк) в следую щем соотношении, мас.%:

Марганцевый концентрат 44

Воэ врат агломе рата

Твердое топливо 8

Флюс (нз вестняк) 20

Главным недостатком известной шихты является низкая температура размягчения и полного расплавления марганцевого агломерата при использовании его в шихту для выплавки силикомарганца, что способствует более раннему {при 1200вС) шлакообраэованию, опережающему восстановительные процессы. Это приводит к уменьшению поверхности контакта восстановителя с окисным расплавом и сникает степень совместного восстановления марганца и кремния в сплаве.

Кроме того, использование флюса на основе карбоната кальция при ripoизводстве агломерата сникает механическую прочность и способствует его рассыпанию при загрузке в"печь. Это объясняется наличием в офлюсованиом агломерате неассимилированной извести, которая, реагируя с влагой шихты, образует значительное (35-40%) количество фракции минус 5 мм, что приводит к спеканию ее на колошнике, ухуд25 шает газой и электрический реки, ведения плавки. укаэанные недостатки привели к тому, что в настоящее время процесс выплавки силикомарганца характеризу- . ется весьма низкими технико-экономи.998556

4-14

5-7

Выбранное отношение в шихте окиси магния к окиси кальция, равное 0,85,2, позволяет повысить прочность агломерата за счет предотвращения полиморфизма двухкальциевого силиката, образующегося н процессе агломерации.

Отношение MgO/ÑàO менее 0,8 не ликгвидирует полиморфизм 2СаО . S10, а также не обеспечивает получение агломерата с высокой (1380-1420 С) температурой плавления, что не позволит улучшить условия для сонместного восстановления марганца и кремния при использовании его н шихту для выплавки силикомарганца.

Отношение Mg О/ Са О более 5,2 снижает производительность аглоустановки, ухудшает металлургические свойства а гломер ат а.

Кроме того, использование агломерата с отношение MgO/СаО выше 5,2 при выплавке силикомарганца повышает кратность шлака, а также его вязкость (до 7 П), что повысит потери марганца со шлаком н ниде королькон уже восстановленного металла.

С,целью подтверждения выбора граничных значений компонентов шихта ческими показателями (извлечение мар- ганца и кремния в сплав 72,8Ъ и 41Ъ соответственно, расход электроэнергии

4400 кВт ч/т, производительность

290 т/сут).

Целью изобретения является повышение температуры начала размягчения, улучшение металлургических свойств и повышение степени извлечения марганца и кремния при выплавке силикомарганца. 10

Поставленная цель достигается тем, что шихта, содержащая марганцевый концентрат, возврат агломерата, твердое топливо и флюс, в качестве флюса содержит отходы высокотемпературного 15 обжига магнезита при поддержании отношения окиси магния к окиси кальция в агломерате 0,8-5,2, при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Отходы высокотемпературного обжига магнезита

Твердое топ- 25 лино

Возврат агломерата 20-25

Марганцевый концентрат . Остальное

Причем шихта содержит отходы высокотемпературного обжига магнезита следующего состава, мас.Ъ:

Окись магния 75-90

Окись алюминия 7-10

Двуокись кремния 2-4

Необходимость и эффективность ввода в состав аглошихты отходов высокотемпературного обжига магнезита основывается на следующих физико-химических разработках и эксперимен- 40 тальных исследованиях.

Анализ процессов растворения окиси магния в шлаковых системах указывает на уменьшение количества фтосиликатов (2СаО. S102) и террасиликатов (ЗСаО - Si0 ), которые приводят к полиморфизму и рассыпанию агломерата, а также ухудшают массообменные процессы. Кроме того, анализ диаграмм .состояния MnO - Si0 >, Mn0 - СаО, 50

MnO - MgO и экспериментальные данные, полученные в лабораторных условиях, свидетельствуют о том, что смещение температурного интервала в область более высоких температур при спекании марганцевого агломерата с использованием флюса на основе карбоната кальция не позволяет получить его с требуемыми металлургическими свойствами.

Как показ али исследования, одной 60 иэ причин этого явления служит образование на частицах окиси кальция слоев, состоящих из 2Cao . 5 i 02 и

ЗСаО . S i О, сильно тормозящих массообмен . 65

Поддержание отношения окиси магния к окиси кальция н пределах 0,85,2 позволяет н процессе агломерации стабилизировать структурные фазы, исключить рассыпание под воздействием влаги, а также значительно повысить е го мех ан иче скую и рочн о ст ь .

Кроме того, очень важной особенностью при этом является повышение температуры размягчения и полного расплавления агломерата. По данным исследований она составляет 13801420 С, что позволяет значительно о улучшить условия для совместного восстановления марганца и кремния при использовании предлагаемого офлюсонанного агломерата при выплавке силикомарганца.

Следует также отметить, что отходы высокотемпературного обжига магнезита получают при высоких температурах (1600-1800ОC), поэтому исключение термической диссоциации карбоната магния -в процессе агломерации уменьшает расход твердого топлива на

2Ъ и повышает производительность аглоустановки на 9Ъ., Выбранное количество отходов высокотемпературного обжига магнезита в аглошихте обусловлинается необходимой основностью агломерата с требуемым (0,8-5,2) отношением окиси магния к окиси кальция. Увеличение отходов высокотемпературного обжига магнезита в шихте более 14% приводит к снижению прочности агломерата, а менее 4% — не обеспечивает требуемое соотношение окиси магния к окиси кальция н нем.

998556

Материал, показатель

Состав шихты по вариантам, %

Известная

Предлагаемая

Марганцевый концентрат

58,0

65,5

44,0

Возврат агломератаа

21,0 20,0

22,5

25,0

28,0

24,0

5,0

6,5

8,0

Твердое топливо

Изве ст няк

20,0

Отходы высокот емпе р атур но го обжига магнезита

12

Выход годного (по классу плюс

10 мм), %

79

73

Темпер атур а пл авления,оС

1280

1180

Прочность (по классу плюс

5 мм),%

81,5 75

72

Производительность, %

102

106 108

103 109

100 предлагаемого состава была опробована в идентичных лабораторных условиях в сопоставлении с известной шихтой.

Марганцевый концентрат И с фракции минус 10 мм влажностью 9%, коксовая мелочь (минус 3 мм), отходы высокотемпературного обжига магнезита фракции 0-5 мм и возврат смешивали, ysлажняли, окомковывали в смесительном барабане и подавали в аглочашу площадью спекания 0,1 м . 10

Работа спекаемого слоя во всех опытах составляла 360 мм, разряжение

Результаты опытов показали, что введение в аглошихту отходов высокотемпературного производства обжига магнезита позволяет получить прочный 55 агломерат (выход годного по классу

+ 10 мм повысился на 13%) повысить производительность аглоустановки на .

9%, снизить расход твердого топлива на 2%. 60

Полученный агломерат был опробован при выплавке силикомарганца в печи 140 кВа.

Установлено, что использование в шихте агломерата, полученного по под колосниками 750 мм вод.ст., продолжительность зажигания 2 мин при температуре горна 1200 С. Выход годного из спека определяли по содержанию фракции плюс 10 мм после двухразового сбрасывания пирога агломерата с высоты 2 м..Механическую прочность агломерата определяли по

ГОСТ 15137-77. Температуру плавления определяли на установке Укр.НИИСС.

Основные показатели опытных спеканий и составы шихт приведены в таблице.

62,5 . 57,0 67,0

6080.70

1340 1370 1300 1310 предлагаемому способу, позволило повысить температуру плавления шихты и шлака на 190 С. Это стабилизировало электрический режим ведения плавки, позволило повысить извлечение марганца и кремния на 4 и 9% соответственно и способствовало снижению потерь металла со шлаком в виде корольков на 8% за счет снижения вязкости шлака.

Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемой шихты только за счет повышения извлечения 998556

Составитель Г. Мельникова Редактор О.Половка Техред Л.Пекарь Корректорй,Макаренко

Заказ 1082/47 Тираж 625 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", .г.ужгород, ул.Проектная, 4 марганца и кремния составит около

1,2 млн.руб ° в год.

Формула изобретения

1. Шихта для производства марганцевого агломерата, содержащая марганцевый концентрат r возврат агломерата, твердое топливо и флюс, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с це- !О лью повьааения температуры начала размягчения, улучшения его металлургических свойств и повышения степени извлечения марганца и кремния при выплавке силикомарганца, она в ка- )5 честве флюса содержит отходы высокотемпературного обжига магнезита при поддержании отношения окиси магния к окиси кальция в агломерате.0,8-5,2, при следующем соотношении компонен- .® тов, мас.Ъ|

Отходы высокотемпературного обжига магнезита 4-14

Твердое топливо 5-7

Возврат агломерата 20-25

Марганцевый концентрат Остальное

2. Шихта по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что она содержит отходы высокотемпературного обжига магнезита следующего состава, мас. Ъ:

Окись магния 75-90

Окись алюминия 7-10

Двуокись кремния 2-4

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Дражилов Л.A. и др. Сталь, 1967, 9 2, с. 1068-1071.

2.Технологическая инструкция по производству офлюсованного марганцевого агломерата ТИ-146-OA-02-81

Никопольского завода ферросплавов, r.Никополь, 1981.