ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МАРГАНЦЕВОГО АГЛОМЕРАТА Российский патент 1995 года по МПК C22C33/04 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве марганцевого агломерата для выплавки марганцевых ферросплавов в электрических печах.

Известны составы шихт для получения марганцевого агломерата, включающие марганецсодержащее сырье и твердое топливо [1].

Недостатки указанных шихт - высокое удельное содержание фосфора, низкая прочность, термостойкость и производительность агломерационных установок.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является шихта [2], включающая марганецсодержащее сырье и твердое топливо при следующем соотношении компонентов, мас.%: Твердое топливо 6-8
Марганецсодержащее сырье 92-94
Однако полученный агломерат характеризуется сравнительно низкими физико-механическими свойствами (выход годного по классу +5,0 мм составляет 55-60% ), непригодностью его применения для выплавки марганцевых ферросплавов с пониженным содержанием фосфора (менее 0,5% Р), а также сравнительно низкой термической стойкостью.

Цель изобретения - снижение удельного содержания фосфора, повышение прочности, термостойкости и производительности агломерационных установок.

Это достигается тем, что в известную шихту, состоящую из марганцевого сырья и твердого топлива, дополнительно вводят передельный малофосфористый шлак при следующем соотношении компонентов, мас.%: Твердое топливо 5-7
Передельный малофос- фористый шлак 30-60 Марганцевое сырье Остальное
Кроме того, дополнительно содержит передельный малофосфористый шлак фракции 5-0 мм, следующего состава, мас.%: Mn 32-40; SiO₂ 26-32; P 0,012-0,025; CaO 6-10; MgO 1,5-3,0; Al₂O₃ 4-6.

Введение в состав аглошихты передельного малофосфористого шлака позволяет снизить удельное содержание фосфора P/Mn в агломерате с 0,0057-0,0041 до 0,0020-0,0040, интенсифицировать процесс спекания агломерата за счет применения сравнительно легкоплавкого и жидкотекучего малофосфористого шлака, температура плавления которого не превышает согласно диаграмме MnO-SiO₂-CaO 1150-1230^oС.

Исследованиями фазового состава агломерата, полученного по предлагаемой технологии, установлено, что применение в аглошихту передельного малофосфористого шлака, состоящего из манганозита (MnO) и тефроита (2MnO ˙ SiO₂) позволяет снизить содержание гаусманита в готовом агломерате с 40-45 до 15-20% , а содержание стекла с 10-15 до 2-5%. При этом повышаются как физико-механические свойства агломерата, так и термостойкость в восстановительной атмосфере колошниковых газов печи.

Выбранное количество вводимого в шихту передельного малофосфористого шлака по верхнему пределу обуславливается тем, что введение в его шихту более 60 мас.% не оказывает существенного влияния на показатели агломерации (производительность, расход топлива). Кроме того, как показали результаты опытов, увеличение передельного малофосфористого шлака приводит к чрезмерному оплавлению аглошихты, снижению его пористости и физико-механических свойств. Введение в аглошихту менее 30 мас.% передельного малофосфористого шлака не позволяет снизить удельное содержание фосфора в агломерате до необходимой величины (P_уд<0,002-0,004) для получения стандартных марок марганцевых сплавов с пониженным содержанием фосфора и не обеспечивает повышение его механической прочности в процессе восстановительной плавки.

Расход восстановителя при получении агломерата регулируется физико-механическими свойствами агломерата и готовой продукцией. Увеличение восстановителя более 7 мас.% нерационально, так как в этом случае происходит оплавление агломерата и прилипания к колосникам агломашины. Введение менее 5 мас. % восстановителя не обеспечивает нормальных условий процесса и снижает выход годного.

Для подтверждения выбора граничных значений компонентов шихты, в лаборатории подготовки сырья ДМетИ в идентичных условиях был проведен сопоставительный анализ свойств агломерата, полученного из шихты предложенного состава и прототипа.

Для спекания использовали марганцевый концентрат мас.% 42,6 Mn; 15,9, SiO₂; 4,8 CaO; 1,2 MgO; 0,2% P; 0,9 Fe_общ; фракции - 10 мм, влажностью - 8-12%, твердое топливо (-3мм) и передельный малофосфористый шлак, мас.%: 36 Mn; 28 SiO₂; 8 CaO; 2,25 MgO; 0,0185 P; фракции 5-0 мм.

Опытные спекания агломерата проводили на полупромышленной установке с площадью спекания 1,0 м². Высота слоя во всех опытах 400 мм, начальное разрежение под колосником 850 мм вод. ст., продолжительность зажигания 1,5-2 мин при 1200^оС. Выход годного из спека определяли по содержанию фракции +10 мм после разового сбрасывания пирога агломерата с высоты 1 м.

Механическую прочность агломерата определяли согласно ГОСТ 15137-77. Выход годного после обработки восстановительным газом CO и H₂ при 1150^оС в течение 90 мин, пробы агломерата, фракции 10-80 мм, весом 1 кг, определяли по содержанию фракции +5 мм. Состав опытных шихт и результаты полупромышленных спеканий марганцевого агломерата приведены в таблице.

Из данных таблицы следует, что спекание марганцевого агломерата из шихты предлагаемого состава с дополнительным введением передельного малофосфористого шлака позволяет увеличить выход годного по классу +10 мм на 15,7% , прочность по классу +5 мм - на 28,2%. После восстановления CO и H₂ выход годного повышается с 46-52 до 92%, а удельная производительность увеличилась с 0,55-0,58 до 0,79-0,80 т/м²ч.

Использование: черная металлургия, подготовка сырья для производства марганцевых ферросплавов. Сущность изобретения: шихта содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: твердое топливо 5-7; предельный малофосфористый шлак /МФШ/ 30-60; марганцевое сырье-остальное. Предельный МФШ вводят в шихту фракцией 5-0 мм. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МАРГАНЦЕВОГО АГЛОМЕРАТА, содержащая марганцевое сырье, твердое топливо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит передельный малофосфористый шлак при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Твердое топливо - 5 - 7
Передельный малофосфористый шлак - 30 - 60
Марганцевое сырье - Остальное
2. Шихта по п.1, отличающаяся тем, что она содержит передельный малофосфористый шлак фракции 5 - 0 мм следующего состава, мас.%:
Mn - 32 - 40
SiO₂ - 26 - 32
CaO - 6 - 10
MgO - 1,5 - 3,0
PO - 0,012 - 0,025
Al₂O₃ - 4 - 6