Способ производства среднеуглеродистого ферромарганца Советский патент 1983 года по МПК C22C33/04 

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СРЁДНЕУГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОМАРГАНЦА

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к производству ферросплавов, а именно к получению сред неуглеродистого ферромарганца. Известен электросиликотермический способ производства средне- или мало углеродистого ферромарганца, включающий загрузку в печь марганцевой руды с влажностью менее 0,5% и свежеобожженной извести, а затем заливку жидкого силикомарганца, проплавление и выпуск металла и шлака 1. Однако малейшее повьяиение влаги в марганцевом концентрате может привести к взрыву. Кроме того, не преду смотрено перемешивание расплава во время плавки, поэтому в конце процесса замедляется рафинирование спла ва, что ведет к уменьшению производи тельности печи и увеличению расхода электроэнергии.. Известен также спосоо получения ср едне- и низкоуглеродистого ферромарганца, по которому в реакционный резервуар заливают силикомарганец, загружают марганцевую руду и шлакооб разуюг;1ие материалы, резервуар нагревают и приводят в эксцентричное гори зонтальное круговое движение 2. Недостатками данного способа являются выброс материалов при загрузке марганцевого концентрата и шлакообразующих материалов на поверхность жидкого силикомарганца, а также необходимость наличия для интенсификации процесса специального резервуара с приводом, обеспечивающего эксцентричное горизонтальное круговое движение. Наиболее близок к предлагаемому по достигаемому результату способ производства среднеуглеродистого ферромарганца, включающий загрузку передельного силикомарганца в электропечь, набор мощности, последующую загрузку окисной части шихты, проплавление и выпуск металла и шлака из печи З. Применение твердых шихтовых материалов отрицательно сказывается как на технологии, так и на электрическом режиме работы печи, особенно в начале плавки. В начальный период плавки печь работает на неустойчивом дуговом режиме. Дуговой режим работы печи из-за высокой температуры (2000-3000 С) в дуге вызывает увеличение потерь ведущих элементов (Мп, Si) испарением. После выключения (примерно в течение 0,5 ч) невозможна работа печи с полной нагрузкой, так как имеет место резкое колебание мощности на каждом электроде, .что затрудняет управление электрическим режимом работы печи и в некоторых случаях вызывает аварии(поломка элек трода, аварийное отключение печи и т.д.). Вкл1бчение на твердой завалке исключает возможности перекрытия этих печей, а работа в открытом режи ме связана с большими потерями тепла, загрязнением рабочего места и окружающей среды. Процесс характеризуется низкой производительностью и повышенным расхрдом электроэнергии Цель изобретения - увеличение про изводительности печи, снижение удель ного расхода электроэнергии. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производ ства среднеуглеродистого ферромарганца, включающему подачу передельно го си л и комар ганца в печь, набор, мощности, загрузку окисной части шихты, проплавление и выпуск металла и шпака, в печь подают жидкий cиликo iapгa нец, на него заливают шлак среднеуглеродистого ферромарганца слоем толщиной РД+ {35т45)мм(где Рд- длина цуги, мм) , а после набора мсхцности загружают 85-90% окисной части шихты и после ее полного пррплавления загружают остальную часть шихты. Использование жидкого силикомарганца и покрытие его слоем жидкого шлака предыдущей плавки позволяет сразу стабилизировать электрический режим, уменьшить насыщение сплава углеродом, исключить выбросы окисной части шихты при загрузке. Толщина слоя заливаемого шлака установлена экспериментально (та6л.1 а граничные значения ее могут быть определены по соотношению Н Ед + + (35г45)мм(где 2д - длина дуги,мм) Из табл. 1 видно, что отклонение высоты слоя запиваемого шлака от оптимального 55-65 мм отрицательно влияет на производительность печи и расход электроэнергии. Уменьшение - нарушает устойчивый режим работы печи в начальном периоде плавки, следовательно, увеличивается ее продолжительность, а увеличение уменьшает активность слоя шлака (переход кислорода из шлака в металл) и увеличивает кратность получаемого шлака. Уменьшение высоты зашиваемого шлака увеличивает возможность соприкосновения электрода со сплавом и, следовательно, увеличивается процент науглероживания сплава. Окисная часть шихты для рафинирования силикомарганца состоит из марганцевого концентрата (с содержанием не менее 48% марганца, не более 11% кремнезема и 0,20% фосфора) и флюса (свежеобожженная известь, известняк или доломитизированный известняк). Соотношение компонентов и количество смеси взято согласно известному способу. Для интенсификации процесса в электропечь на жидкий силикомарганец и шлак сначала загружают 85-90% окисной части шихты, а остальную часть загружают после полного расплавления первой загру.зки, что обеспечивает барботшх расплава, ускоряет завершение процесса и значительно уменьшает расход электроэнергии. В табл. 2 приведены результаты опытов, проведенных для уточнения оптимальных количеств смесей, присаживаемых в начале и конце процесса. Для получения сопоставимых данных были сняты технико-эконоглические показатели плавок по известному и предлагаемому способам. Основные показатели плавок приведены в табл. 3. кономический эффект от внедрения предлагаемого способа производства . среднеуглеродистого ферромарганца по сравнению с известным составит 30-40 руб. на тонну сплава.

Таблица 1

Таблица 2

Показатель

Содержание марганца

в иляке, %

Основность шлака

CaO/StO,j

Кратность шлака

Расход сырья на б/т сплава, кг:

Марганцевый концентрат

Предельный силикомарганец

Известняк

Извлечение марг. нца

Расход электроэнергии на б/т сплава, к

Произ водительность

печи, т/ч Формула изобретения Способ производства среднеуглеродистого ферромарганца, включающий подачу передельного силикомарганца в печь, набор мощности, загрузку окисной части шихты, проплавление и выпуск металла и шлака, о т л и чающийся тем, что, с целью увеличения производительности печи, снижения удельного расхода электроэнергии, в печь подают жидкий силико марганец, на него заливают шпак среД неуглеродистого ферромарганца слоем

Продолжение табл. 3

Предлагаемый

Прототип способ

32,50

0,95 2,1

1570

1050

896

54,1

1200 1,91 толщиной БД + ()мм(где Ед - длина дуги, мм), а после набора мощности загружают 85-90% окисной части шихты и после ее полного птюплавлвнйя загружают остальную часть шихты. Источники информации, принятые во-внимание при экспертизе 1.Патент Японии № 8341, кл. 10 J 16, опубл. 1968. 2.Патент ОНА № 3652263, кл. 75-80, 1970. 3.Елютин В.Л., Павлов Ю.А. и др. Производство ферросплавов, Металлургиздат 1957, с. 128-138. .