Шихта для выплавки металлического марганца Советский патент 1986 года по МПК C22B47/00 

Изобретение относится к металлургии ферросплавов, а имение к составам uaiXT для производства марганце- Bbtx сплавов, и может быть использовано для получения металлического марганца.

Целью изобретения является повышение извлечения марганца и снижение расхода электроэнергии при вьтлавке металлического марганца.

Шихта для выплавки металлического марганца включает бесфтористый марганцевый шлак, передельный силико- марганец, известь и шлак бесфлюсовой плавки углеродистого ферромарганца при следующем соотношении компонентов, мае.%:

Шлак бесфлюсовой плавки углеродистого ферромарганца (48% Мп)1-52 Передельный силнкомарга- нец 15--18 Известь 30-37 Весфосфористьгй марган- Осталь- цевый шлак (48% Мп) .„

Шлак бесфлюсовой плавкн углеродистого ферромарганца как вещество и как металлургическое сырье, не идентичен бесфосфористому марганцевому шлаку, Илак бесфлюсовой плавки углеродистого ферромарганца является попутным продуктом Напротив, бесфосфористый марганцевый шпак представляет собой марганцевьй концентрат, под- вергнутый пирометаллур-гическому обогащению

Шпак бесфлюсовой плавки углеродистого ферромарганца, содержаа ий мас,%: Мп 32-42; Р 0, СаО tO-20; Si0 20-35; 2-6 MgO 1- 5; FeO 0,2-1,0, отличается также от бесфо,ефористого марганцевого шлака, содержаний мас.% Мп 45-48j OjOI- 0,02; СаО 4-6; SiO 27-32; А1,,0з 2- -4; MgO 2-4; FeO О,1-0,2,по содержанию ряда компонентов, в первую очередь по содержанию СаО. Как видно из приведейных химических составов, основность (CaO/SiO) щлака бесфлю- совой плавки углеродистого ферромарганца составляет 0,6-1,0, следовател ко, окислы марганца, содержащиеся в этом шлаке, практически не связаны в силикаты и нсходятся в форме манга нозита. Напротив, в б%сфосАористом марганцевом шлаке, основность которого не гфевьш ает 0,2, практически

весь марганец содержится в силикатах Это отличие является принципиальным. Различие в форме нахождения марганца в указанных исходных продуктах не только говорит о разном минералогическом составе их но и объясняет полученную разницу технико-экономических показателей процесса выплавки металлического марганца на известной и предложенной, шихте. Действительно, такие показатели данного процесса как извлечение марганца и удельный расход электроэнергии в первую очередь зависят от термодинамической прочности соединений, из которых восстанавливают марганец. При восстановлении марганца из бесфосфористого пшака по сравнению со шлаком бесфлюсовой плавки углеродистого ферромарганца в термодинамических расчета дополнительно следует учитьгоать теплоту смешения окислов марганца и крем незема по р.

-wSiO мМкО-.

МС

Si о

1У

По термодинамическим данным: АНм„5;Оз -39500 Дж/моль и -72100 Дж/моль. На стадии выплавки металлического марганца на предло-. женной шихте по сравнению с известной повьш1ается извлечение марганца и снижается удельный расход- электроэнергии. Это определяется именно тем, что восстановление марганца из манганозита протекает полнее и тгребует меньших энергетических затрат, чем в случае восстановления марганца из силикатов. Кроме того, за счет добавки в шихту шпака бесфлюсовой плавки углеродистого ферромарганца полностью или частично устраняются потери марганца и сокращаются энергетические затраты, связанные с процессом вьшлавки бесфосфористого марганцевого шлака. Одновременно с этим повьш1ается производительность труда так как полное или частичное устранение дополнительного передела производства бесфосфористого марга н- цевого шлака позволяет на высвобожд мощностях выплавлять металлический марганец. При использовании шлака бесфлюсовой плавки углеродистого ферромарганца требуется меньшее количество извести, что дополнительно позволяет сократить продолжительность плавки, и следовательно, сни- .зить расход электроэнергии и увеличить производительность плавильных агрегатов.

По результатам исследований выбранное количество ншака бесфлюсовой плавки углеродистого ферромарганца в шихте для выплавки металлического марганца улучшает технико-экономические показатели процесса производства металлического марганца: сквозное извлечение марганца, производи- тельность печи, удельный расход электроэнергии.

Снижение количества ишака бесфлюсовой плавки углеродистого ферромарганца в шихте для вьтлавки металли- ческого марганца ниже 1% практически не обеспечивает достижения поставленной цели, и показатели выплавки металлического марганца в этом случае не лучше таковых для ис- пользования только бесфосфористого марганцевого шлака.

Повышение количества шлака бесфлюсовой плавки углеродистого ферромарганца в шихте для выплавки металли- ческого марганца вьппе 52% может привести к дополнительным присадкам извести для получения необходимой основности и снижению производителности печей.

Выбранные пределы по содержанию в шихте передельного силикомарганца обеспечивают наиболее полное извлечение марганца в металл. Снижение { 15%) и повышение (18%) доли си ликомарганца в шихте приводит к снижению извлечения марганца, в первом случае за счет недостатка восстановителя, а во втором - за счет образования тугоплавкого конечного шлака, уносящего значительное количество восстановлен гого марганца в виде корольков металла.

Количество извести взято из расчета получения необходимой активнос

Состав шкх- ты, мас.% I Шлак бесфлюсовой плавки углеродистого ферромарганца (48% Мп) j 10 1520

253Q

5

0

ти закиси марганца в шлаке и ее более полного восстановления, а также получения конечного шлака, обладающего необходимыми транспортными свойствами. Снижение ( 30%) и повышение ( 37%) количества извести в шихте приводит к ухудшению свойств конечного шлака и увеличению потерь марганца с конечным шлаком.

Пример использования предложенной шихты.

Для составления шихты использовали бесфосфористый марганцевый шлак, передельный силикомарганец, известь, пшак бесфлюсовой плавки углеродистого ферромарганца следующего состава, мас.%: Мп 32-42; Р 0,01-0,02; СаО 10-20; SiO 20-35; 2-6; MgO 1-5; FeO 0,2-0,8.

Компоненты шихты в указанном выше соотношении загружали в дуговую ферросплавную печь. Процесс вели периодически с полным проплавлением шихты.

Варианты предложенного состава шихты и известного, а также результаты их использования приведены в таблице.

Как видно из приведенных данных, предложенная шихта позволяет вьпт- лавлять металлический марганец с более высокими технико-экономическими показателями. Наиболее оптимальным является состав предложенной шихты по варианту 3, при выплавке в котором по сравнению с известной шихтой сквозное извлечение марга.нца повысилось на 5%, а суммарный удельньш расход электроэнергии снизился на 2420 кВт ч/т. Составы шихты, содержание компонентов в которых меньше предложенного минимального и больше предложенного максимального, не приводит к достижению .ставленной цели.

30 52

0,5

55

4В

47

Передельный силик ома р га

63,2 64,4 65,2 64,9 63,2 60,8

59,8 60,9 63,4 64,9 60,0 60,8

2450

2420

2380 2400

I

2430 2480

4320

4660 33.70 2400 47ьО 2480

ВНИИПИ Заказ 4690/31

Произв.-полигр. пр-тие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Продолжение таблицы

19

47.5

2380 2400

I

2430 2480

4660 33.70 2400 47ьО 2480

Тираж 567

Подписное