Способ выплавки силикомарганца Советский патент 1983 года по МПК C22C33/04 

(54/ СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СИЛИКОМАРГАНЦА

1

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству ферросплавов,:

Навес ген способ вьтлавки силикомарганца, включающий проплавление шихтовых материалов, выпуск и разливку продуктов плавки. При этом каждая отдельная плавка осуществляется на одном вторичном напряжении и постоянном электрическом режиме, а оптимальный ре- ,Q жим определяется по результатам длительного периода работы агрегата с учетом конкретного состава шихты .

Недостатками способа являются невысокое извлечение марганца (максималь- J5 но 76,7%) и его большие потери с улетом (10,3-18,0%).

Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому эффекту является способ вьгалавки силикомарганца, включаю- 20 щий проплавленке шихтовых материалов, на экспериментально найденных постоянном электрическом режиме и оптимальном вторичном напряжении, и разливку

4

продуктов плавки, что позволяет повысить извлечение марганца в сплаве до 83% и кремния до 53% 2 . - .

Однако такое извлечение недостаточно и ведет к большим потерям элементов. Постоянный электрический режим и даже оптимальное вторичное напряжение обуславливают постоянство заглубления электродов в печи. В результате не решаются задачи более полного использования восстановителя в начальной стадии плавки и прогрев образуюшегрся шпака в конечной. При этом процесс сопровождается сравнительно ранним образованием шлака и шлакованием колошника.

Целью изобретения является повьппе- ние извлечения марганца и кремния.

Эта цель достигается тем, что согласно способу вьтлавки силикомарганца, включающему проплавление шихтовых материалов на оптимальном вторичном напряжении, выпуск и разливку продуктов плавки, плавку ведут с периодическим изменением вторичного напряжения, при этом в первом периоде, равном 1/4-1/3 продолжигельности плавки, вторичное напряжение поддерживают на ниже оптимального, во втором периоде длительностью 1/3-1/2 плавки - на оптимальном, в третьем периоде вторичное напряжение поддерживают на 11-2О% Выше оптимального. Проведение начального периода пропес са при пониженном вторичном напряжении против оптимального обеспечивает более эффективное использование {усвоение) углерода кокса в восстановительном процессе, а повышение напряжения в третий период процесса против оптимального способствует интенсификации восстановлё дия марганца и кремния из шлака, который к тому времени из-за восстановлени основной части марганца становится тугоплавким. При длительности периода не менее 1/4 от обшей продолжительности плавки (времени между двумя выпусками металл и шлака) и повышении вторичного напряжения не ниже 1О% от оптимального про исходит формирование и нагрев металлической ванны, обеспечивающих интенсивность протекания эндотермического углетермического восстановления марганца и кремния. При превышении верхних значений рассматриваемых параметров из-за перегрева металла увелкчив&ются потери марганца с испарением. Дальнейшее поддернсание условий эффективного протекания процесса обеспечи вается работой на оптимальном вторичном напряжении, при этом в указанный период длительности второго периода заканчивается формирование слоя вязкого шлака, для рафинирования которого необходим его дополнительный нагрев. При повышении вторичного напряжения в третьем периоде не ниже 11% от оптимального достигается решение этой задачи. Повышение его свыше 2О% ведет к увеличению испарения марганца и ускорению шлакообразования в верхних горизонтах колошника, что является неблагоприятным фактором. Пример, Выплавку силикомарганца проводят на руднотермической элекгро печи мсацностъю 12ОО кВа. Для вьшлавки силикомарганца использ уют смесь марганцевого концентрата I сорта место рождения Уишатын Ш и марганцевоугольного брикета концентрата ф сорта того же месторождения, который по металлургическим характеристикам относится к легкоплавким материалам с высокой жидко текучестью по расплавлении. Он плавится при 1310° С, имея при этом низкую вязкость-(порядка 0,,15, Па-с) что в начальный период плавки приводит к интенсивному накоплению высокомаргакцовистого шлака в печи. В качестве флюса используют известняк, а в качестве восстановителя - коксик. На указанных материалах по известному способу найдено оптимальное вторичНое напряжение, равное 47,1 В. Состав колоши шихты следующий, кг: концентрат I сорта 210; марганиевоугольные брикеты концентрата 111 сорта 9О; кварцит 7О; известняк 40; коксик -ТО. Начальный периодплавок проведен при напряжении 39,4-42,2В в течение 40-53 мин при общей продолжительности плавки 2 ч 40 мин. Посадка электродов размешена глубже на 100-15О мм по сравненшос известной работой печи. Второй период плавки (5 3-80 мин) проведен при напряжении 47, „IB. Ход печи нормальный. В заключительный третий период плавки напряжение поднимают до 52,3-56,5В и выдерживают неизменным до выпуска металла и шлака. Работу электропечи в третий период плавки можно охарактеризовать как хорошую: газовыделение по колошнику равное (равномерное), сухой колошник, горячий ход печи, электрическая нагрузка устойчивая, посадка электродов глубокая, выход металла и шлака при выпусках активный. Средний состав полученного силикомарганца,мас.%:марга-. нец ,67,06;железо 14,59;кремний 17,97; фосфор 0,034;. углерод 1,48;свинец-следы медь 0,028, цинк 0,034, что соответствует требованиям ГОСТ 4756-70 на силлкомарганец марки СиМн 17. Химический состав конечного шлака плавки (средний), мас.%: марганец 9,25; железо 0,38; кремнезем 46,53; глинозем 9,55; окись кальция 25,03; окись магния 2,42; окись бария 2,12; сумма окисей натрия и калия 1,80; медь 0,005; свинец 0,009; цинк 0,038; фосфор 0,006. Расход материалов и электроэнергии по предлагаемому и известному способам на I т силикомарганца (слева от косой черты-физическую, справа -.базовую, в скобках в пересчете на содержание марганца 48% следующий: До предлагаемом Концентрат copra I, т 1,423/{ 1,287) Марганцевоугольные брикеты, т , 0,610/(0,277) Кварцит, т О,452/44О Исвестняк, т О,267/О,26О Коксик, т 0,474/0,461 Электроэнергия, гДж 17.6/17,1 Извлечение марганца в сплав 86,9О Извлечение кремния в сплав 55,64 Кратность шлака О,6О/0,58 Основность шлака Таким образом использование предлагаемого способа вьшлавки силикомарган- шен ца обеспечивает увеличение извлечения марганца и кремния из используемого марганцевого сырья соответственно на 3,4 и 2,0 (абс.) %. Расход электроэнерПо предлагаемому способу l,236/(l.tl77)

т

0,530/( 0,246) 0,354/0,344 0,276/0,269 0,353/0,344

17,5/17,0 в сплав

86,7

64,13 в сплав

0,40/0,38

О,63

Таким образом, при переработке даже легкоплавких марганецсодержащих материалов месторождений Казахстана у предлагаемого технического решения выявляются дополнительные преимущества, устраняются нежелательные последствия раннего шлакообразования в печи, а именно шлак образуется в меньшем количестве, уменьшается накопление кокса в колошнике и снижается удельный расзсод электроэнергии. Предлагаемое изобретение более полно учитывает особенности высокотемпературного поведения используемого марганцевого сырья, тем более изменения его в процессе руд- нотермического передела. 99О852 гии про дже

По известному сп 1,463/( 1,323)

0,627/(0,285) 0,473/0,460 0,238/0,232 0,491/0,478 18,2/17,7 83,52 53,62 О,64/О,62 0,49

Формула изобретения

Способ вьщлавки силккомарганца, . включакяций проплавлёние шихтовых материалов на оптшлальном в юричном напряжении, вьшуск и разливку продуктов плавки, отличаюшийс.я тем, что, с целью повышения извлечения марганца и кремния, плавку ведут с периодическим изменением вторичного напряжения, при этом в первом периоде, равном 1/4-1/3 продолжительности плавки, вторичное напряжение поддерживают на Ю16% ниже оптимального, во втором периоде длительностью 1/3-1/2 плавки на оптимальном, в третьем периоде втоПо известному способу у 1,463(1,323) 0,627/{0,285) О,473/О,460 0,238/0,232 0,491/0,478. 18,2/17,7 83,52 53,62 ,0,64/0,62 О,49 сплава по предлагаемому ре% ниже, чем по известному, ные сравнительные плавки использованием брикетов , о концентрата.

79908528

ршшое напряхшше поддерживают на II-I. Труды НТО ЧМ Всесоюзное сове20% выше оппй льйого.шание ферросплавщиков. ТХХХИ.

Источники информации,м„ 1963, с. 134-139

пршштые во вдамание при экспертизе2. Сталь, 1980, .№ 9, с. 779-781.