Способ доменной плавки ферромарганца Советский патент 1992 года по МПК C21B5/02 C22C38/04 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве ферромарганца в доменных печах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ доменной плавки ферромарганца с заменой в загружаемой шихте части окисных марганцевых концентратов карбонатными.

При замене части окисных марганцевых концентратов карбонатными значительно повышается интенсивность плавки, производительность доменной печи, а также увеличивается степень извлечения марганца.

Однако вследствие использования карбонатной марганцевой руды снижается температура колошника (из-за расхода тепла на разложение карбонатов марганцевой руды), что затрудняет удаление щелочей через колошник, приводит их к накоплению в печи и нарушению газодинамического и теплового режима. Последнее ограничивает возможность достижения максимального извлечения марганца.

Цель изобретения - повышение степени извлечения марганца.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу доменной плавки ферромарганца, включающему загрузку карбонатных марганцевых руд и кокса с различными физико-химическими свойствами, загрузку карбонатных марганцевых руд в печь производят с коксом, имеющим реакционную способность 0,19-0,36 мл/г-с, определяемую объемным методом при 10000°С (ГОСТ 10089-79).

Предлагаемый способ позволяет повысить степень извлечения марганца и стабилизировать тепловой режим плавки.

Как показали исследования, невозможность достижения максимального извлечения марганца при назначении в шихту карбонатной марганцевой руды обусловлено следующим. В процессе схода и нагрева материалов в печи происходит разложение карбонатов марганцевой руды в интервале 520-750°С, которые представлены преимущественно манганокальцитом МпСа(СОз)2 Разложение манганокальцита при нагреве протекает в 2 этапа:

МпСа(СОз) МпО + СаСОз + С02

СаСОз- -СаО + С02

сл С

OJ OJ 4 ,vj

Ю

i

На фиг, 1 показан ход разложения ман- ганокальцита при нагреве. Кривая 1 характеризует изменение во времени температуры нагрева, а кривая 2 -- изменение градиента потерь массы манганокаль- цитом во времени.

Из фиг. 1 видно, что разложение манга- нокальцита начинается при 520°С и заканчивается при 730-750°С. Указанный интервал температур разложения мангано- кэльцита соответствует уровню температур на колошнике доменной печи при выплавке ферромарганца. Разложение карбонатной марганцевой руды снижает температуру колошника по результатам исследований на 25-30°С на каждые 10% массовых долей в шихте карбонатной марганцевой руды. По- пижение температуры колошника и смещение зоны накопления щелочей в нижние горизонты печи приводит к снижению доли щелочей, удаляемых через колошник, и к накоплению их в печи. Это, в свою очередь, снижает степень извлечения марганца и нарушает стабильность тепловой работы печи. Как показали исследования, увеличение щелочной нагрузки на 1 кг/т сплава снижает степень извлечения марганца на 0,4-0,6%. На фиг. 2 показаны зависимости доли удаляемых щелочей через колошник (кривая 1) и степени извлечения марганца (кривая 2) от температуры колошника.

Из фиг. 2 видно, что с при понижением температуры колошника с 600 до 300°С доля удаляемых через колошник щелочей снижается с 97 до 87%, а степень извлечения марганца относительно базового уровня (при t 600°С) снижается на 3,5%.

Таким образом, использование карбонатной марганцевой руды не дает полного положительного эффекта без специальных мер по снижению количества накапливающихся в печи щелочей.

Сущностью изобретения является снижение щелочепоглотительной способности кокса и повышение степени извлечения марганца за счет назначения в шихту кокса с реакционной способностью 0,19-0,36 мг/гс.

На фиг. 3 показаны экспериментальные зависимости щелочепоглотительной способности кокса и степени извлечения марганца от реакционной способности кокса. Кривая 1 характеризует зависимость щелочепоглотительной способности кокса в массовых долях от его реакционной способности, кривая 2 - зависимость степени извлечения марганца в массовых долях от реакционной способности кокса.

Из фиг. 3 видно, что использование кокса с реакционной способностью (0,19- 0,36) мг/г.с понижает количество накапли-

ваемых с коксом в печи щелочей на отн.

35-40% и повышает степень извлечения

марганца на4,5-4,8 отн. % илиЗ,5-3,7абс.%.

Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что загрузку карбонатных марганцевых руд произзодят с коксом, имеющим реакционную способность в пределах 0,19-0,36 мл/пс, определяемую объемным методом при 1000°С.

Загрузка кокса с реакционной способностью 0,19-0,36 мг/г с вместо 0,5 мл/г-с (характерной для кокса Ясиновского КХЗ) позволяет понизить количество циркулирующих в печи щелочей на 35-40 отн.% и повысить степень извлечения марганца на 4,5-4,8 отн.%.

Значение реакционной способности кокса 0,36 мл/г с обусловлено тем, что при увеличении реакционной способности более 0,36 мл/г с резко повышается щелоче- поглотительная способность кокса, что ведет к росту потерь марганца с возгонами и, как следствие, к снижению извлечения марганца (фиг. 2).

Значение реакционной способности кокса 0,19 мл/г.с выбрано исходя из того, что дальнейшее уменьшение реакционной способности кокса с одной стороны не приводит к заметному снижению щелочепоглотительной способности кокса и увеличению извлечения марганца, а с другой обусловливает снижение скорости восстановления МпО из жидкого шлака углеродом кокса и, таким образом, снижение общей степени

извлечения марганца, а также неоправданное увеличение затрат на производство кокса повышенного качества (фиг. 3).

Таким образом, при использовании кокса с реакционной способностью 0,190,36 мл/г.с, обеспечивается максимальное извлечение марганца и, кроме того, достигается наиболее полная экономия кокса вследствие предотвращения реакции взаимодействия С02 карбонатов марганцевой

руды с углеродом кокса.

Пример 1. Плавку ферромарганца проводят в доменной печи объемом 1033 м . В состав рудной части шихты задают 20% карбонатной руды и 80% окисной. В печь

загружают кокс с реакционной способностью 0,25 мл/г-с. При коксовой колоше 6 т расход руды в подачу устанавливают 9 т, в том числе карбонатной 1,8 т. Для получения заданной основности шлака CaO/S:02 1,40

в подачу загружают 2,8 т флюсов, Расход стружки 0,650 т на подачу. Температура колошника 500°С, а температура дутья 1150°С. В результате плавки достигается степень извлечения марганца 79%, удельный расход кокса 1799 кг/т, производительность 446 т/сут.

Основные показатели доменной плавки ферромарганца в доменной печи объемом 1033 м для различных примеров выполняемых согласно предлагаемому способу приведены в таблице (примеры 3-5 - в пределах предлагаемого способа, примеры 1, 2 и 6 при запредельных значениях.

Формула изобретения Способ доменной плавки ферромарганца, включающий загрузку карбонатных мар- ганцевых руд и кокса с различными физико-химическими свойствами, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения марганца, загрузку карбонатных марганцевых руд в доменную печь производят с коксом, имеющим реакцион- ную способность 0,19-0,36 мл/г.с.

Использование: изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве ферромарганца в доменных печах. Сущность: загрузку карбонатных марганцевых руд осуществляют с коксом, имеющим реакционную способность 0,19-0,36 мл/г-с.3 ил , 1 табл.

9QQ

О о

800

700

6QO

50° 400

30 40 50 60 70 ВРЕМЯ , МИН

80

§

CR

3

§

V

W

о з: О)

I

№

0В

5R

3

I

ъ§ d

Г

5 :

- Q

ч

§3 1

S5oe.

а:

§

t

OS

300 ЦОО 500 600

Температура. колоиинина,°С

ля г. 2

2