Способ выплавки силикомарганца Советский патент 1982 года по МПК C22B4/00 C21C7/00 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно производству ферросплавов.

Известные способы производства силикомарганца ограничивают содержание глинозема в шлаках.

Известен способ выплавки силикомарганца из марганцевых руд в руднОтермических печах с выходом конечного шлака, содержащего, %: МП 16-18; SiOoL 42-45; ABiOj 11-12; CaO 8-12; РеО 1-1,5 и MqO до 1,5, согласно которому плавку проводят до основности конечного шлака (CaO/SiOi) 0,178-0,285 при соотношениях в начальный период плавки в рудной части шихты (включая золу углеродистого восстановителя) окиси кальция к окиси кремния 0,10-0,33 и окиси алюминия к окиси кальция 0,5-1,4 из.

Недостатком известного способа являются значительные потери мар.ганца с конечным шлаком, содержащим его 16-18%, низкое (35,9-41,35%) извлечение кремния в сплав,а также использование богатых марганцевых руд. Кроме того, осуществление из-, вестного способа часто связано с технологическими затруднениями.

а именно любое расстройство хода печи повышает концентрацию кремнезема в шлаке, увеличивает потери марганца в виде корольков из-за вязкости шлака.

Известен также способ выплавки силико гарганца из марганцевого сырья (концентрата и агломерата), cortiacHo которому отношение в руд10ной части шихты, включая углеродистый восстановитель, и - 0,90,

при основности конечного процесса 0,33-0,40 2 .

15

Недостаток указанного способа - низкое извлечение марганца и кремния.

Цель изобретения - повышение извлечения марганца и кремния из ис20ходного сырья, расширение сырьевой базы и упрощение процесса плавки.

Поставленная цель достигается за счет поддержания соотношения окиси алндалиния и окиси кальция в рудной

25 части шихты (включая золу углеродистого восстановителя) и в конечном шлаке процесса, равном 1,6 - 1,9, и соотнсядения окис кальция к окиси кремния в конечном шлаке процесса,

30 равном 0,33-0,48.

Указанные выше соотношения окисей кальция, алюминия и кремния в процессе плавки обеспечиваются введением в шихту извести или глинозема в зависимости от валового химического состава шихты (включая золу углерод 1стого восстановителя) .

При использовании руд Чиатурского и Никопольского месторождений предлагаемый способ может быть реализован только при введении в шихту глиноземсодержацих материалов. Необходимость введения в шихту глиноземсодержащих материалов отпадает, например, при использовании марганцевой руды подготавливаемого к разработке месторождения У1акатын III ввиду содержания в ней достаточного количества глинозема (4,15%). Применение ушкатынской руды требует лишь подшихч-овки некоторого количества известняка.

Пример. Выплавка силикомарганца проведена на руднотермической электропечи полупромышленной мощности (1200 кВт).

Для выплавки силиконарганца использована марганцевая руда месторождения Ушкатын III следующего химического состава, вес, %: марганец 38,39; железо 3,84; кремнезем 19,70 глинозем 4,15; окись кальция 1,38, окись магния 1,31;. фосфор 0,036; медь 0,0.18; цинк 0,26; свинец 0,15; п.П.п, 12-13.

Флюсующей добавкой служит известняк, содержащий 53,44% окиси кальция, 0,9% окиси магния и п.п,п,43,68 Необходимое соотношение Mn/SiOQ.B %1ихте достигают подшихтовкой кварцита, имеющего в свое составе 94,61 кремнезема. Восстановителем служит ангарский полукокс с техническим составом, %; -углерод 56; зола 27; летучие 5,6 и влага 11,4, Состав золы полукокса, %: железо 5,3;.кремнезем 75,12; глинозем 11,23; окись кальция и окись магния 3,04.

состав колсхии следующий, кг: марганцевая руда 100; ангарский полукокс 35-38 (36,5); кварцит 7; известняк 3,4. Использованная марганцевая- руда содержит 75% фракции миМатериал Mn Fe SiO(j М арганцевый 41,85 6,0 .концентрат .0,82 92,76 варцит 0,23 0,20,85 Известняк Глиноземистый 0,5 10,45 шлак 0,45 63,0 Зола коксика

нус 20 мм, 25% фракции плюс 20 MI«I, а ангарский полукокс - 70 и 20% соответственно. Кварцит и известняк дробят до фракции минус 30 мм. Марганец и кремний в рудной части шихты, включая золу углеродистого восстановителя (полукокса),- 26,12 и 28,09% соответственно. Отношение lin/SiOr в шихте составляет 1,13. Это отношение в рудной части шихты 0,93 (против 1,3-1,4 по известной технологии). Содержание СаО и в рудной части шихты - 2,72 и 4,46% соответственно (или 3,27 и 5,36 кг на 1 колошу) . Отношение AeQ Oj/CaO в шихте равно 1,64. Состав полученного сплава (силикомарганца), %: марганец 65,09; кремний 18,41. Силикомарганец соответствует ГОСТу 4756-70 и является кондиционным по содержанию цветных примесей fZn 0.006%, Си 0,03% и РЬ 0,003%). Фосфор в сплаве - 0,025%, углерод 1,01%, железо 13,22%. Состав конечного шлака, %: марганец 10,11; кремнезем 40,48; окись кальция 13,74и глинозем 22,52 Отношение CaOiAf Од :SiOQ в конечном шлаке равно 1: i ,64: 2 , 95 . Содержание марганца в конечном шлаке в среднем за кампанию плавок более чем 1,5 раза меньше по сравнению с известным способом. Марганца переходит в металл 77,56%, в шлак 8,04% при 14,4% улета и неучтенных потерях, а кремния переходит в металл 51,77% и в шлак 36,00% при 12,14% улета и неучтённых потерях.

Нри использовании предлагаемого способа марганец извлекается по средним данным полупромышленной кампании плавок на 1,56%, а кремний на 10,4% больше, чем по известному способу. Предлагаемый способ позволяет перераба -ывать марганцевые руды, содержащие марганца на 10-13% меньше по сравнению с известным споЬобом.

П р и м е р 2. Для выплавки силикомарганца использован концентрат. Полученный из марганцевых руд месторождения УЬжатын Ш .

В табл. 1 приведен химсостав шихтовых материалов, вес.%.

Таблица 1 ..).-.. CaOJ MgO I BaO I P 2,48 3,24 0,83 1,010,022 1,52,10 0,72 0,310,02 1,19 54,60,77 0,140,.04 5,43 20,49 He onpe- He onpe-0,01 делягот деляют rrontiTArттрапятпт 23,6 4,51 5,85 0,21

Технический сюстав сухого коксика,%: зольность 16,1; jjefS ne 2,02; углерод 80,9,

Состав калоши,%: марганцевый концентрат 20, кварцит 4,36;глиноземистый; шлак 1,5, коксик 5,68.

Мощность печи - 200 кВт.

Расход материалов на 1 т сплава, т:

Г МП 1 Si 1 е 1 I CaOJ I

Марганцевый концентрат1,869 Кварцит0,406 Глиноземсодержащий материал (шлак)п.. т40 Крксик0,531

В табл. 2 представлен химсостав полученных металла и шлака.

Таблица 2

Соотношение окислов в конечном ишаке процесса: CaO/SiOij 0,39; А2 Ч Oi,/CaO 1,62. Кратность ьшака 0,681, извлечение марганца в сплав 87,98%, переход марганца в шлак 8,5%. , Извлечение кремния в сслав 59,69% переход кремния в ишак .. По сравнению с известным способом извлечение марганца увеличено на 8, а извелечение кремния на 10,-5%. Таким образом, при производстве силикомарганца с использованием предлагаемого способа достигается более полное извлечение марганца и особенно кремния из минерального сырья, а также меньше (в 1,5 раза) содержание марганца в конечном шлаке, а также существенное расширение сырьевой базы выплавки силикомарганца за счет вовлечения в производство более бедных марганцевых руд. Кроме того, процедс плавки значительно упрощается, так как вероятность расстройстйа хода печи меньше в результате работы с более технологичными шлаками, обеспечивающими повипаенные температуры процесса, в области расплавов с более благоприятными физико-химическими свойствги и для восстановительных процессов. Формула изобретения CnocoQ ВБШлавки силикомарганца из марганцевого сырья руднотермической eiBKott, включающий проведе- ние до основности конечного gaO шлака fjQjj равный 0,33-0,48, о т л щ и и с я тем, что, с целью повыиения извлечения марганца и кремния, расширения сырьевой базы производства силикомарганца и упрощения процесса плавки, дополнительно поддерживают соотношение окиси алюминия к окиси кальция; равным 1,6-1,9, в рудной части шихты, включая золу углеродистого восстановителя, и конечном шлаке процесса. Источники инфо1 4ации, принятые во внимание при экспертизе 1. Блюфин В.П. и др. Производство ферросплавов. М., Металлургия, 1975, с. 127. , 2, Хитрик С.И. и др. ЭлектрометЛгшургия марганцевых ферросплавов. Киев, Техника, 1971, с. 96-102.