RU2298046C2 - Способ выплавки углеродистого ферромарганца - Google Patents

Способ выплавки углеродистого ферромарганца Download PDF

Info

Publication number
RU2298046C2
RU2298046C2 RU2005121462/02A RU2005121462A RU2298046C2 RU 2298046 C2 RU2298046 C2 RU 2298046C2 RU 2005121462/02 A RU2005121462/02 A RU 2005121462/02A RU 2005121462 A RU2005121462 A RU 2005121462A RU 2298046 C2 RU2298046 C2 RU 2298046C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
slag
manganese
charge
furnace
carbon
Prior art date
Application number
RU2005121462/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2005121462A (ru
Inventor
Николай Егорович Хисамутдинов (RU)
Николай Егорович Хисамутдинов
Геннадий Сергеевич Козлов (RU)
Геннадий Сергеевич Козлов
Сергей Викторович Шаталов (RU)
Сергей Викторович Шаталов
Original Assignee
Череповецкий государственный университет (ЧГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Череповецкий государственный университет (ЧГУ) filed Critical Череповецкий государственный университет (ЧГУ)
Priority to RU2005121462/02A priority Critical patent/RU2298046C2/ru
Publication of RU2005121462A publication Critical patent/RU2005121462A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2298046C2 publication Critical patent/RU2298046C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве ферросплавов. Осуществляют загрузку в плавильный агрегат шихты, состоящей из марганецсодержащего сырья, флюса, углеродистого восстановителя, восстановительную плавку, выпуск шлака и ферромарганца из печи. В качестве плавильного агрегата используют тигельную индукционную печь с шахтной надставкой, при этом используют шихту фракционным размером 0-5 мм и фракцией 0-1,6 мм, которую дополнительно окусковывают или пакетируют, и ее количество не должно превышать 50% от общей массы шихты, причем перед загрузкой в печь шихту смешивают в следующем соотношении компонентов, мас.%: углеродистый восстановитель 11,8-15,9; флюс 7,9-14,0; марганецсодержащее сырье остальное. Добавки флюсов обеспечивают отношение (CaO+MgO)/SiO2 в конечном шлаке равное 1,35-1,80 и содержание Al2О3 8-20% в шлаке перед присадкой в него алюминия. Перед выпуском шлака в него присаживают алюминий в количестве, обеспечивающем получение содержания Al2О3 в конечном шлаке 13,0-30,0%. Изобретение позволяет выплавлять углеродистый ферромарганец с высокой степенью извлечения марганца 93-97% путем уменьшения его потерь с отвальным шлаком и улетом. 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 5 ил.

Description

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве ферросплавов, в частности при производстве углеродистого ферромарганца.
Известен способ получения лигатуры методом алюминотермии (авт.св. SU №1713964, МКИ: С 22 С 33/04, 1992 г.), включающий загрузку в электропечь шихты, состоящей из марганецсодержащих, кремнийсодержащих материалов, флюсовых добавок, проплавление, восстановление алюминием и выпуск расплава, шихту совместно с алюминием загружают в тигель индукционной печи, предварительно нагретый до 900°С, а после проплавления шихты расплав выдерживают в тигле в течение 5-10 мин при 1400-1450°С.
Недостатками данного способа является использование дорогостоящего восстановителя - алюминия и получение сплава с низким содержанием марганца.
Известен способ выплавки ферромарганца в индукционной печи (авт.св. СССР №521340, МКИ: С 22 С 33/04, 1976 г.), включающий предварительную выплавку передельного силикомарганца в руднотермической электропечи, заливку силикомарганца в индукционную печь, нагрев расплава до 1550 -1600°С и последующие присадки смеси марганцевой руды и извести.
Недостатками указанного способа являются сложность (двухстадийность), вследствие этого высокая энергоемкость процесса и потери марганца в улет (испарение) 6-10%, при производстве передельного силикомарганца.
Известен способ выплавки марганцевых сплавов углеродотермическим восстановлением марганца, железа и других элементов из руды и добавок, содержащих эти элементы в окисной форме (авт.св. СССР №443102, МКИ: С 22 С 33/00, С 22 С 7/06, 1974 г.), когда в конце плавки поднимают один, два или более электродов и в образовавшиеся подэлектродные полости вводят смесь кремнийсодержащих материалов и флюсов.
Недостатком данного способа является получение сплава с высоким содержанием кремния порядка 18% и потери марганца в улет 3-10%.
Известен способ, принятый за прототип, выплавки углеродистого ферромарганца в рудовосстановительной печи флюсовым способом (Гасик М.И., Лякишев Н.П. Теория и технология электрометаллургии ферросплавов. - М.: СП Интермет Инжиниринг, 1999 г., стр.353-356), включающий загрузку в плавильный агрегат шихты, состоящей из марганцевого сырья, углеродистого восстановителя, флюса, восстановительную плавку, выпуск шлака и ферромарганца из печи.
Недостатками данного способа являются низкое извлечение марганца в сплав (до 80%), обусловленное улетом марганца (11-20%) и его потерями с отвальным шлаком (более 13%), а также невысокая скорость процесса, связанная с большим размером шихтовых материалов (5-150 мм).
Задачей изобретения является повышение степени извлечения марганца в сплав путем уменьшения его потерь с отвальным шлаком и улетом.
Указанная задача достигается тем, что в способе выплавки углеродистого ферромарганца, включающем загрузку в плавильный агрегат шихты, состоящей из марганцевого сырья, флюса, углеродистого восстановителя, восстановительную плавку, выпуск шлака и ферромарганца из печи, согласно изобретению в качестве плавильного агрегата используют тигельную индукционную печь с шахтной надставкой, при этом шихту загружают фракционным размером 0-5 мм, а шихту фракцией 0-1,6 мм дополнительно окусковывают или пакетируют и ее количество не должно превышать 50% от общей массы шихты, причем перед загрузкой в печь шихту смешивают в следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углеродистый восстановитель 11,8-15,9
Флюсы 7,9-14,0
Марганецсодержащее сырье Остальное.
Кроме того, добавки флюсов обеспечивают отношение (СаО+MgO)/SiO2 в конечном шлаке, равное 1,35-1,80, и содержание Al2О3 в шлаке перед присадкой Al в количестве 8-20%.
Кроме того, перед выпуском шлака в него присаживают алюминий в количестве, обеспечивающем получение содержания Al2О3 в конечном шлаке 13,0-30,0%.
Использование для выплавки ферромарганца индукционной печи с шахтной надставкой позволяет снизить улет марганца с 11-20% (по прототипу) до 0,5-1,8%.
Предварительное смешение компонентов шихты перед загрузкой в печь позволяет увеличить скорость и полноту протекания восстановительных процессов.
Использование материалов, размер фракций которых более 5 мм, в данном процессе нецелесообразно из-за снижения производительности печи, т.к. увеличение фракционного размера шихтовых материалов приводит к уменьшению площади реакционной поверхности, вследствие чего восстановительные процессы сильно замедляются и возрастает продолжительность плавки.
Применение материалов фракцией меньше 1,6 мм приводит к выбросам их из печи. Окомкование или пакетирование материалов с размером фракций меньше 1,6 мм предотвращает выбросы. С увеличением доли "мелочи" в шихте (шихтовые материалы размер фракций которых <1,6 мм) от 0 до 50% возрастает степень извлечения марганца в сплав, это происходит из-за увеличения площади реакционной поверхности шихтовых материалов, вследствие чего возрастает скорость и полнота протекания восстановительных процессов. Последующее увеличение доли "мелочи" в шихте приводит к снижению степени извлечения марганца из-за увеличивающихся выбросов шихты, фракцией менее 1,6 мм из печи. При использовании в качестве восстановителя как антрацита, так и угля марки Ж степень извлечения марганца возрастает на промежутке от 0 до 50% "мелочи" в шихте, а на промежутке от 50 до 100% "мелочи" в шихте степень извлечения марганца снижается.
Повышение основности шлака ((СаО+MgO)/SiO2) до 1,35-1,8 приводит к облегчению восстановления марганца в сплав вследствие повышения активности MnO в шлаке, но повышение основности конечного шлака выше 1,80 приводит к чрезмерной его вязкости, из-за чего затормаживается процесс восстановления марганца из шлака и затрудняется выпуск шлака из печи. При основности конечного шлака менее 1,35 степень извлечения марганца в сплав снижается вследствие недостаточной активности MnO в шлаке.
Присадка флюсов, содержащих оксиды алюминия, улучшает жидкотекучесть шлака, повышает активность MnO в шлаке, что приводит к улучшению условий перехода марганца из шлака в металл. При отсутствии этих присадок шлак содержит 4,5-5,5% Al2О3, при этом он густой, малореакционноспособный и последующее восстановление марганца из него будет затруднено. Поэтому повышение содержания Al2О3 в шлаке, перед присадкой в него Al, до 8%, позволяет повысить реакционную способность шлака, повышение содержания Al2О3 выше 20% нецелесообразно, т.к. ведет к увеличению кратности шлака и снижению производительности печи.
Присадка Al в шлак позволяет повысить степень извлечения марганца. По результатам опытных плавок видно, что оптимальное содержание Al2О3 в конечном шлаке составляет 13-30%. При содержании в конечном шлаке менее 13% Al2О3 снижается степень извлечения марганца в сплав и производительность печи. Повышение содержания Al2О3 в конечном шлаке до 30% приводит к максимальному извлечению марганца. Дальнейшее повышение содержания Al2О3 не приводит к возрастанию степени извлечения марганца в сплав.
Способ поясняется следующими фигурами: на фиг.1 показана индукционная печь. На фиг.2 представлена зависимость площади реакционной поверхности шихтовых материалов от размера их фракций (данные приведены для сосуда объемом 5 дм3, цифры у точек показывают площадь реакционной поверхности шихтовых материалов). На фиг.3 показана зависимость степени извлечения марганца от количества мелочи в шихте для разных восстановителей (
Figure 00000002
Figure 00000003
- уголь марки Ж, • - антрацит). На фиг.4 показана зависимость степени извлечения марганца от основности шлака ((СаО+MgO)/SiO2). На фиг.5 показана зависимость степени извлечения марганца от содержания в конечном шлаке Al2О3.
Способ осуществляется следующим образом.
В разогретый до 800-1600°С графитовый тигель индукционной печи 1, со съемной шахтной надставкой 2, загружают предварительно смешанную шихту фракцией 0-5 мм, шихту фракций 0-1,6 мм подают в печь пакетированной, причем ее количество не должно превышать 50% от общей массы шихты. Размер шахтной надставки выбирают таким образом, чтобы ее объем был в 2-2,5 раза больше объема тигля. Состав загружаемой шихты (мас.%): углеродистый восстановитель 11,8-15,9; флюс 7,9-14,0; марганецсодержащее сырье - остальное. После завершения протекания восстановительных процессов и образования жидкоподвижного шлака в него осуществляют присадку Al. Затем после выдержки в течение 2-3 мин производят выпуск металла и сплава.
Пример осуществления предлагаемого способа.
Подготовка шихтовых материалов к плавке.
Шихтовые материалы (марганецсодержащее сырье, флюс, углеродистый восстановитель) дробились до фракционного размера 0-5 мм и рассеивались по фракциям 0-1,6 и 1,6-5 мм. Затем осуществлялось раздельное смешивание шихтовых материалов выделенных фракций, причем шихтовые материалы фракцией 0-1,6 мм пакетировались.
Плавка. В индукционную тигельную печь ИСТ-016, с шахтной надставкой, загружалась смесь шихтовых материалов фракцией 0-5 мм, состоящая из 200 кг марганцевой руды, 29,8 кг антрацита, 20 кг извести, 1,5 кг боксита. Шихтовые материалы, размер фракций которых был менее 1,6 мм, подавались в печь пакетированными, причем их количество не превышало 50% от общей массы шихты. Химический состав шихтовых материалов приведен в таблице 1. После образования жидкоподвижного шлака в него присадили 5,1 кг алюминия, затем после выдержки в течение 2 мин произвели слив сплава и шлака. В результате плавки продолжительностью 35 мин было получено 102,6 кг сплава и 59,6 кг шлака.
Таблица 1
Химический состав шихтовых материалов
Материалы Содержание элементов, %
MnO2 MnO SiO2 Al2O3 CaO MgO P2O5 Fe2O3 S влага С зола выход летучих CO2 SO3 TiO2 Na2O K2O
Марганцевая руда 58,0 10.7 8.8 2.18 2,18 1,0 0,09 8,57 0,01 8,47
Антрацит 1,0 91,2 4,8 3,0
Зола антрацита 28,2 15,0 7,85 3,95 0,15 33,9 7,7 0,7 1,31 1,28
Известь 1,0 1,0 92,0 2,0 1,0 3,0
Боксит 9,81 61.3 2,33 0,08 2,31 0,1 ост. 2,7
Химический состав сплава и шлака приведен в таблицах 2 и 3.
Таблица 2
Химический состав сплава
Содержание элементов, %
Mn Si С S P Fe
Сплав 81.7 0.82 5.91 0.012 0.064 остальное
Таблица 3
Химический состав шлака
Содержание элементов, %
MnO Al2O3 CaO MgO SiO2
Шлак 9,78 26,41 32,04 4,12 25,5
Анализ данных показывает, что при реализации данного способа можно повысить степень извлечения марганца с 80% (по прототипу) до 93,23%, а при более полном восстановлении марганца из шлака и до 97%, при этом можно использовать марганцевую руду с более низким содержанием марганца, чем в способе, принятом за прототип. Ввиду того что для заявляемого способа пригоден любой твердый углеродистый восстановитель, исключается потребность в дорогостоящем металлургическом коксе.
Таким образом, показано, что по предлагаемому способу можно выплавлять углеродистый ферромарганец с высокой степенью извлечения марганца (93-97%).

Claims (3)

1. Способ выплавки углеродистого ферромарганца, включающий загрузку в плавильный агрегат шихты, состоящей из марганецсодержащего сырья, флюса, углеродистого восстановителя, восстановительную плавку, выпуск шлака и ферромарганца из печи, отличающийся тем, что в качестве плавильного агрегата используют тигельную индукционную печь с шахтной надставкой, загружают шихту фракционным размером 0-5 мм, при этом шихту фракцией 0-1,6 мм в количестве 50% от общей массы шихты дополнительно окусковывают или пакетируют, а перед загрузкой в плавильный агрегат шихту смешивают в следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углеродистый восстановитель 11,8-15,9 Флюсы 7,9-14,0 Марганецсодержащее сырье Остальное
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавка флюса в шихту обеспечивает отношение (CaO+MgO)/SiO2 в конечном шлаке равным 1,35-1,80 и содержание Al2O3 8-20% в шлаке перед присадкой в него алюминия.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед выпуском шлака в него присаживают алюминий, в количестве, обеспечивающим получение содержания Al2O3 в конечном шлаке 13,0-30,0%.
RU2005121462/02A 2005-07-07 2005-07-07 Способ выплавки углеродистого ферромарганца RU2298046C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005121462/02A RU2298046C2 (ru) 2005-07-07 2005-07-07 Способ выплавки углеродистого ферромарганца

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005121462/02A RU2298046C2 (ru) 2005-07-07 2005-07-07 Способ выплавки углеродистого ферромарганца

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005121462A RU2005121462A (ru) 2007-02-10
RU2298046C2 true RU2298046C2 (ru) 2007-04-27

Family

ID=37862044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005121462/02A RU2298046C2 (ru) 2005-07-07 2005-07-07 Способ выплавки углеродистого ферромарганца

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2298046C2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2693886C1 (ru) * 2018-08-02 2019-07-05 Руслан Николаевич Зенкин Способ индукционного переплава ферромарганца
RU2698401C1 (ru) * 2017-09-29 2019-08-26 Публичное акционерное общество "Косогорский металлургический завод" Способ индукционного переплава ферромарганца

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117625963B (zh) * 2023-12-04 2026-02-17 广西铁合金有限责任公司 一种碳素锰铁节能冶炼工艺方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990015165A1 (en) * 1989-06-02 1990-12-13 Cra Services Limited Manufacture of ferroalloys using a molten bath reactor
EP0652296A1 (en) * 1993-05-18 1995-05-10 Mizushima Ferroalloy Co., Ltd. Method of and apparatus for manufacturing medium and low carbon ferromanganese
RU2148102C1 (ru) * 1999-05-28 2000-04-27 Открытое акционерное общество "Межрегиональное научно-производственное объединение "Полиметалл" Способ получения ферромарганца

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990015165A1 (en) * 1989-06-02 1990-12-13 Cra Services Limited Manufacture of ferroalloys using a molten bath reactor
EP0652296A1 (en) * 1993-05-18 1995-05-10 Mizushima Ferroalloy Co., Ltd. Method of and apparatus for manufacturing medium and low carbon ferromanganese
RU2148102C1 (ru) * 1999-05-28 2000-04-27 Открытое акционерное общество "Межрегиональное научно-производственное объединение "Полиметалл" Способ получения ферромарганца

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГАСИК М.И. и др. Теория и технология электрометаллургии ферросплавов. М., СП Интермет Инжиниринг, 1999, с.353-356. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2698401C1 (ru) * 2017-09-29 2019-08-26 Публичное акционерное общество "Косогорский металлургический завод" Способ индукционного переплава ферромарганца
RU2693886C1 (ru) * 2018-08-02 2019-07-05 Руслан Николаевич Зенкин Способ индукционного переплава ферромарганца

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005121462A (ru) 2007-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200024145A1 (en) Method for resource recovery from silicon slag and deoxidizing agent for iron and steelmaking
RU2154680C1 (ru) Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке
RU2258083C1 (ru) Способ выплавки рельсовой стали
JP2008223095A (ja) 高燐スラグの製造方法
US4155753A (en) Process for producing silicon-containing ferro alloys
RU2298046C2 (ru) Способ выплавки углеродистого ферромарганца
RU2020180C1 (ru) Способ выплавки феррованадия в дуговой электропечи
RU2455379C1 (ru) Способ выплавки низкоуглеродистых марганецсодержащих сплавов
KR100946621B1 (ko) 극저탄소 극저인 페로망간의 제조방법 및 그로 제조된극저탄소 극저인 페로망간
RU2148102C1 (ru) Способ получения ферромарганца
RU2374349C1 (ru) Способ выплавки ванадийсодержащих сплавов
US3881917A (en) Method of refining steel
RU2206628C2 (ru) Шихта для получения азотсодержащих лигатур на основе тугоплавких металлов
JP2808045B2 (ja) 製鋼精錬用の非焼成マンガン鉱石ペレット
JP2009079257A (ja) 溶鋼の製造方法
Issagulov et al. Studying possibility of smelting refined ferromanganese grades using silicon aluminum reducer
CN110468293A (zh) 一种含铝黄铜合金的制备方法
RU2180007C2 (ru) Способ выплавки железоуглеродистых сплавов в подовых печах
JP2021532273A (ja) カルシウム、アルミニウム、ケイ素合金、ならびにその生産方法
RU2153023C1 (ru) Способ переработки минерального сырья, содержащего марганец, с извлечением металлов
RU2828692C1 (ru) Способ комплексной переработки шлаков медеплавильного производства
RU2395609C1 (ru) Сплав &#34;казахстанский&#34; для раскисления и легирования стали
RU2352645C1 (ru) Способ выплавки стали в дуговой электросталеплавильной печи
RU2204612C1 (ru) Способ выплавки марганецсодержащей стали
RU2414519C1 (ru) Способ получения комплексного кремнистого ферросплава

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100708