Спек для получения сплавов на основе кремния и марганца Советский патент 1984 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к видам твердого топлива, используемого для получения ферросплавов. Известны марганцевоРУДоугольные формовки (спеки), содержащие тонкодисперсные руды и концентраты ,1J . Недостатком этих формовок являет ся их сравнительно низкая прочность что ухудшает технико-экономические показатели процесса плавки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаем му эффекту является спек для получе ния сплавов на основе кремния и мар ганца, включающий 50 кг (33,3%) шла ка прдизводства силикомарганца, 35 кг (23,3%) кварцевого песка и 65 кг (43,4%) коксующегося угля (концентрата ткварчельского угля) { Недостатком известного спека является его сравнительно низкая прочность и пористость, что затрудняет протекание восстановительных процессов при производстве комплекс ных сплавов в злектроруднотермических печах и, как следствие, ухудшает технико-экономические показатели процесса плавки. Целью изобретения является повышение прочности и пористости спека и улучшение технологических показателей процесса выплавки сплава. Поставленная цель достигается Te что спек для получения сплавов на основе кремния и марганца, включающий шлак производства силикомарганца и коксующийся уголь, дополнитель но содержит марганцевый карбонатный флотационньй концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.%: Шлак производства силикомарганца22-32Марганцевьп карбонатный флотационный концентрат 22-32 Коксуюишйся уголь ОстальнЬе Марганцевьш карбонатный флотацио ньй концентрат (ТУ 14-9-157-78) является продуктом обогащения чиатурс ких марганцевых карбонатных руд и содержит, вес. %: Мп 22,6;,MnOj 8,9 SiOj 27,85; CaO 9,46; AljO, 2,08, МдО 2,15, RaO 0,28, FejO, 1,46, K,0 1,07; 5обц 0,l8t PjO, 5,787, П.П.П. 22,61. Спек для получения сплавов на основе кремния и марганца может быть изготовлен.в коксовых батареях или в кольцевых печах. Увеличение прочности и пористости спека при использовании марганцевого карбонатного флотационного концентрата достигается за счет диссоциации в процессе спекания основных его составляющих - карбонатов марганца и кальция, сопровождающейся вы делением обильного количества двуоки: си углерода. Однако количество марганцевого карбонатного флотационного концентрата в спеке должно быть строго регламентировано, поскольку недостаток марганцевого карбонатного флотационного концентрата не обеспечивает получения достаточной прочности и пористости, а. его избыток приводит к получению рыхлого спека с пониженной прочностью. Пример. Для определения прочности и пористости (ГОСТ 9521-74, ГОСТ 10220-75) спеков и обоснования граничных значений ингредиентов изготавливают 5 спеков (спеки 1-5, табл. 1), причем спеки 2-4 по составу оптимальны. Для сравнения также изготавливают известный спек; для получения сплавов.на основе кремния (спек 6, табл. 1). Спеки изготавливаются в лабораторной камерной печи коксования с полезным объемом камеры 1 м . Данные табл. 1 свидетельствуют о том, что прочность спека 1 по показателям Плу и Bbmie, чем известного спека (соответственно 85,3 и 8,1% против 60,3 и 28,2%), однако по пористости он уступает известному спеку (35,6%против 3.8,1%). Пористость спека 5 вьше, чем известного (соответственно 58,0% против 38,1%), однако он обладает меньшей прочностью (соответственно показатели И2 и П .(Д составляют 44,7 и 39,3% против 60,3 и 28,2%), что объясняется увеличением пористости (до 58%), приводящей к разрыхлению материала. Поэтому для получения сплавов на основе кремния и марганца предлагается состав спека с учетом граничных значений ингредиентов (спеки 2-4, которые как по прочностным показателям, так и по пористости превосходят известный спек для получения сплавов на основе кремния и марганца). При этом прочностные показатели спеков 2-4 по сравнению с известным спеком, в среднем повьш1аются на 16,9 абс.% и на 14,9 абс.% - , пористост в среднем возрастает на 10,6 абс.%. Оптимальными значениями по прочи нести и пористости обладает спек 3, удовлетворяюпщй средним значениям ингредиентов. Он характеризуется повышением Прочности Пцо соответ ственно на 20,7 абс.% и 18,0 абс.%, а пористости - на 12,6 абс.%. С целью проверки влияния предлагаемых спеков для получения сплавов на основе кремния и марганца на технологические показатели процесса плавки ферросплавов в печи мощностью 1000 кВА проводят опыты по получению сплава кремний-марганец-кальций-алю- миний (КМКА) с использованием в шихте спеков 1-4 и известного спека 6 (табл. 1). 11ри этом спек 5 -не испытывают вви ду низких показателей прочности. , Количественньй состав шихты определяют из расчета получения сплава состава, %: кремний 45-50, марганец 30-35, кальций 7-12, алюминий 4-6, остальное железо и примеси. Химические составы шихтовых материалов для выплавки сплава крёмний(Состав спека, мае. %

Спек

Шлак силикрмарганца Марганцевый, карбонатный флото онцентрат Ткварчельский уголь

И1лак силикомарганца Марганцевый карбонатный флотоконцентрат Коксующийся ткварчельский уголь

Пористость,

% (гост

10220-75)

Крупная

Мелкая фракция фракция

Сумма классов 0-10 мм после испытания в барабане,

ю

85,3

8,1

35,6

9,3

43,2

53,1 марганец-кальций и технические показатели процесса плавки представлены .в табл. 2 и 3. Существенное улучшение технологических показателей наблюдается при использовании спеков для получения сплавов на основе кремния и марганца составов 2-4. Производительность печи увеличивается в среднем на 6,5 отн.%, расход электроэнергии снижается в среднем на 500.кВт-ч/т сплава, а извлечение кремния, кальция и алюминия в среднем соответственно повьш1аются на 3,2/ 2,4 и 3,4 абс.% по сравнению с плавками с использованием в шихте известных спеков (плавка 6). Улучшение технологических показателей процесса плавки объясняется лучшими свойствами предлагаемьк спеков для получения сплавов на основе кремния и ма рганца, в частности, их прочностью и пористостью. . Технико-экономическая эффективность от использования изобретения складьтается из снижения расхода электроэнергииВ среднем на 500 кВт-ч/т и применения марганцевого карбонатного флотационного концентрата. Суммарный экономический эффект составит 29,85 руб./т сплава. Т а б л и U а 1

Состав спека, мае. Z

Спек

Шлак силикомарганца 27 Нарганцевый карбонатный фпотоконцентрат 27 Коксующийся ткварчельский уголь 46

Шпак силикомарганца 32 Марганцевый корбонатный флотоконцентрат 32 Коксующийся ткварчельский уголь 36

Шлак силикомарганца 37 Марганцевый карбонатный флотоконцентрат 37 Коксующийся ткнарчельский уголь 26

Шпак силикомарганца33,3 Кварцевый песок23,3 Коксующийся ткварчельский уголь43,3

Продолжение табл. I

Пористость,

% (гост

10220-75)

Мелкая фракция

Сумма классов 0-10 мм е после испытания в барабане, %

81,0

10,2

50,7

20,6

67,5

52,1

44,7

39,3

58,0

60,3

28,2

38,1

Показатели

CepHJn плавки из опека состава

Производительность печИу тн/сут

Расход электроэнергии, кВтч/т

Средневзвешенный состав сплава, %:

Таблица 3

.i.J.

1,46 1,50

1,44

1,38

9250

9000

9350

9750

СПЕК ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ КРЕМНИЯ И МАРГАНЦА, включающий итак производства силикомарганца и коксующийся уголь, отличающийся тем, что, с целью повьшения прочности и пористости спека и улучшения технологических показателей процесса вьшлавки сплава, он дополнительно содержит марганцевый карбонатньй флотационный концентрат при следующем соотношении компонентов спека, мае. %: UlnaK производства силикомар22-32 ганца Марганцевый карбонатньш флотационный 22-32 концентрат Коксующийся Остальное уголь