SU1585366A1

SU1585366A1 - Шихта дл плавки мало- и среднеуглеродистого ферромарганца

Info

Publication number: SU1585366A1
Application number: SU884482184A
Authority: SU
Inventors: Николай Васильевич Толстогузов; Иван Евгеньевич Прошунин; Игорь Александрович Селиванов; Тенгиз Ипполитович Сигуа; Шота Николаевич Хомасуридзе; Нугзар Давидович Габриадзе; Джемал Викторович Мосия
Original assignee: Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе; Институт Металлургии Им.50-Летия Ссср
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1988-09-14
Publication date: 1990-08-15

Abstract

Изобретение относитс к черной металлургии, в частности к производству ферросплавов. Целью изобретени вл етс повышение использовани марганца. Шихта дл плавки мало- и среднеуглеродистого ферромарганца содержит (мас.%) марганцевую руду 33,5-40,0

силикомарганец 9,1-10,2

флюс 21,3-35,9

экзомермические брикеты 21,5-28,5. При этом экзотермические брикеты содержат (мас.%) марганцевую руду 36,0-37,5

силикомарганец 51,0-52,5

флюс 9,0-11,5

св зующее 1,0-1,5. Использование шихты позвол ет увеличить сквозное использование марганца в 1,6-1,8 раза по сравнению с применением известной шихты. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относитс к черной металлургии, конкретно к производству ферросплавов.

Цель изобретени - повышение использовани марганца из шихты.

Шихта.дл плавки мало- и средне- углеродистого ферромарганца содержит марганцевую руду, силикомарганец, флюс и экзотермические брикеты при следующем соотношении компонентов, м г 3:

РЮЧ . ТЭ .

Марганцева руда 33,5- tO,0 Силикомарганец 9,1-10,2 Флюс21,3-35.9

Экзотермические

брикеты21,5-28,5

При этом экзотермические брикеты содержат марганцевую руду, силикомарганцы и св зующее флюса при следующем соотношении компонентов,мае.%: Марганцева руда 36,0-37,5 Силикомарганец 51,0-52,5 Флюс9,0-11,5

Св зующееi o-1,5

Перед брикетированием компоненты измельчают до крупности 1-0 мм и тщательно перемешивают.

Плавку ферромарганца из предлагаемой шихты ведут следующим образом.

Подобно плавке на известной шихте в лечь загружают 10-50 флюса, затем под-электроды загружают силикомарганец и часть руды и набирают нагрузку, после чего ближе к электродам в центр печи загружают марганцевую руду с остатком флюса. Брикеты загружают поел

сд

00

ел

со

расплавлени загруженной в печь шихты равномерно по всей поверхности расплава.

Использование в составе шихты брикетов из дробленого высококремнистого силикомарганца, прокаленной марганцевой руды и флюса позвол ет, с одной стороны, на несколько пор дков ув1гли чить поверхность их взаимодействи по экзотермическим реакци м (1)-(3)

3+ 3/2 Si 2Мп + 3/2 SiO. (l)

+ 2 Si 3 Мп + 2 SiO (2)|5

2 MnO

+ Si. 2 Мп -4SiOa

(3

В результате взаимодействие по Реакци м (1)-(3) идет с большой скоростью и начинаетс раньше, чем оксиды марганца переход т в шлак.

Выбранное соотношение между раеходом высококремнистого силикомарган-25 комарганца 9,1-10,2 в предлагаемую

ца и расходом руды на изготовление брикетов не только обеспечивает высокую скорость взаимодействи оксидов марганца и высокую полноту их восстановлени (), но и получение из п брикетов огромного количества корольков металла с довольно высокой концентрацией кремни { -ly lS). В результате поверхность взаимодействи кремни из этих корольков металла с оксидами марганца из первой расплавленной части шихты превышает поверхность зеркала расплава на несколько пор дков (примерно в 3000 раз) Ло- этому высока скорость взаимодействи .Q и высока полнота восстановлени оксидов марганца имеет место не только 3 брикетах, но и в первой расплавленной части шихты, а концентраци марганца в шлаке снижаетс .дс

Дл получени высокого извлечени марганца из руды в качестве восстановител в брикетах используетс высококремнистый силикомарганец, получаемый в результате полного восстанов- дени марганцевой руды,,в том числе и достаточно бедной. Последний в зависимости от химического состава используемой руды и качества восстановител содержит, масД: Si 30-3355; А1 2-3 и Мп 60-65%. Извлечение марганца при выплавке этого сплава составл ет а 90%. Дл его плавки могут использоватьс концентраты III 50

55

шихту ваодитс самосто тельно (поми мо брикетов). Последнее св зано с тем, что введение силикомарганца обеспечивает как набор мощности, та и ускор ет расплавление шихты (за счет тепла окислени кремни по экзотермическим реакци м (1)-(3). Кро ме того, окисление части кремни из силикомарганца, загружаемого в завалку , делает рудно-флюсовый распла более жидкоподвижным, что также спо собствует более полному восстановле нию закиси и окиси-закиси марганца из расплава. Поэтому расход силико- марганце определ етс как исход из условий набора нагрузки, так и сокращени продолжительности расплавлени и жидкоподвижности расплава. При меньшем чем 9,1% расходе силико марганца растет продолжительность расплавлени , а шлак становитс оче в зким (SiO 9%), что увеличивает потери марганца со шлаком.

При большем чем 10,2% расходе силикомарганца в завалку интенсивно растет концентраци кремнезема в шлаке (SiO в рудно-флюсовом распла ве 715%), что уменьшает и общее из влечение марганца и его извлечение из руды, а также приводит к повышени в готовом сплаве содержани кремни

Аналогичным образом вли ет и расход флюсов. При меньшем 21,3% расходе флюсов растет содержание марганца

о

15853664

IV сорта (Мп 30, SiOj 30-40%) и сырые необогащенные руды (Мп /- 2k- 27%, SiOj. ). Подобный сплав, несмотр на высокие показатели плав

склонности к рассыпанию. Однако .в предлагаемом случае естественное рассыпание сплава не преп тствует, а, наоборот, облегчает использование этого сплава в составе брикетов.

При плавкие как силикомарганца, так и самого ферромарганца, могут использоватьс руды с более высоким, чем по известной технологии, содержанием фосфора (Р/Мп 0,005 вместо. Os0031 по известной технологии).

Предлагаемое соотношение между составл ющими шихты обеспечивает как более высокое извлечение марганца в готовый сплав и понижение в сплаве концентрации кремни до 1-3,5, так и технологичность плавки на шихте указанного состава. Так, часть силип Q с

0

5

шихту ваодитс самосто тельно (помимо брикетов). Последнее св зано с тем, что введение силикомарганца обеспечивает как набор мощности, так и ускор ет расплавление шихты (за счет тепла окислени кремни по экзотермическим реакци м (1)-(3). Кроме того, окисление части кремни из силикомарганца, загружаемого в завалку , делает рудно-флюсовый расплав более жидкоподвижным, что также способствует более полному восстановлению закиси и окиси-закиси марганца из расплава. Поэтому расход силико- марганце определ етс как исход из условий набора нагрузки, так и сокращени продолжительности расплавлени и жидкоподвижности расплава. При меньшем чем 9,1% расходе силикомарганца растет продолжительность расплавлени , а шлак становитс очень в зким (SiO 9%), что увеличивает потери марганца со шлаком.

При большем чем 10,2% расходе силикомарганца в завалку интенсивно растет концентраци кремнезема в шлаке (SiO в рудно-флюсовом расплаве 715%), что уменьшает и общее извлечение марганца и его извлечение из руды, а также приводит к повышению в готовом сплаве содержани кремни .

в шлаке и кремни в металле, а суммарное извлечение марганца из руды понижаетс до Э%, что св зано с недостаточной активностью закиси марганца на за ключительных стади х ее восстановлени . С другой стороны, излишне высокий расход флюсов (более 35,9%) также понижает извлечение марганца из шихты, что св зано с повышенной в зкостью расплава как в начале его взаимодействи с брикетами, так и на заключительной стадии окислени кремни из корольков оседающего металла.

Такое же вли ние оказывает расход руды. При меньшем 33,5 расходе руды потери марганца со шлаком растут вследствие высокой его в зкости, а извлечение его в сплав снижаетс до 60-68. Если при таком расходе руды уменьшить расход флюсов до значений соответствующих оптимальному (например , 29,8% доломита, как в опыте 3, табл. 1), то вследствие увеличени расхода брикетов содержание кремни в сплаве превышает 4,5%. Излишне высокий расход руды (более kQ,Q%) при водит как к повышенным потер м марганца , так и получению сплава нестандартного по кремнию, что св зано с недостаточной активностью закиси марганца в шлаке. Оптимальным расходом экзотермических брикетов вл етс 21,5-28,5 мас.%. Как при меньшем, так и большем расходе брикетов рас- тут потери марганца, В перрсм случае это св зано с повышенной в зкостью конечного шЛака и ростом его кратности . Во втором случае потери растут вследствие пониженной активности закиси марганца в ишаке. При повышенном (более чем 28,5%) расходе брикетов металл становитс нестандартным по кремнию.

Значительное вли ние на извлечение марганца оказывает и состав брикетов . Наибольшее вли ние при этом оказывает соотношение между расходом руды и расходом силикомарганца. Наиболее оптимальные показатели получаютс тогда, когда расход руды в брикетах составл ет примерно 70% от рас- хода силикомарганца«Это объ сн етс тем, что при этом обеспечиваетс наиболее тесный контакт между окислителем (руда) и восстановителем (сйли- комарганец). Последнее св зано с тем

что при этом при одинаковой крупности частичек руды и силикомарганца их количество в брикете (с у.четом разности удельного веса материалов) примерно равное. Поэтому как увеличение расхода силикомарганца 52,5% (уменьшение расхода руды хЗб%), так и уменьшение расхода силикомарганца

51% (увеличение расхода руды 0 37,5%) ухудшает тесноту контакта окислител и восстановител и уменьшает использование кремни по реакци м (1)-(3), увеличива его потери за счет окислени воздухом и умень5 ша извлечение,марганца. Аналогично в брикетах вли ет и расход флюса. Наилучшие результаты получаютс при расходе флюса 9,0-11,5%. При большем расходе ухудшаетс контакт между ру0 дои и силикомарганце;, при меньшем 9,0% расходе флюсов снижаетс активность закиси марганца. Это в совокупности с вли нием расхода руды увеличивает потери марганца со шлаком,

5 образующимс во врем проплавлени бри-кетов. В качестве св зующего в брикетах использовали BjOj, что позвол ет уменьшить расход св зующего до 1,0-1,5% от веса брикетов и обес0 -печить без рассыпани , после прокаливани при , возможность их хранени в течение недель. При меньшем 1,0% расходе св зующего брикеты рассыпаютс при хранении и пере5 грузках. Больший чем 1,5% расход св зующего не вли ет на качество брикетов , заметно повыша их стоимость.

Пример. Шихту, состо щую из марганцевой руды, содержащей, мас.%

0 8,82% Мп, 17,08% SiO, 0,20% Р) с добавками силикомарганца, содержащего , мас.%: Мп,бО,12; Si 32,7; А1 4,25%, выплавленного из руды с содержанием марганца 30%, SiO 34%,

5 фосфора ,22% и флюса доломита, содержащего, мас.%: СаО 64,78; MgO 27,31%; SiOj 1,07, загружали в тигель . Тигель помещали в печь, нагретую до . После по влени рас0 плава на его поверхность загружали экзотермические брикеты, состо щие из марганцевой руды, того же сплава силикомарганца и св зующего.

55

После загрузки экзотермических брикетов тигель выдерживали в печи . I {i 5 мин. Затем металл и шлак сливали , взвешивали и анализировали. Опыт повтор ли два раза.

1585366

Ф о р м у л а

8

изобретени

Средни е результаты опытов приведены в таблице.

Из полученных данных видно, что 1. Шихта дл плавки мало- и сред- дл шихты оптимального состава (плав- с .неуглеродистого ферромарганца, содер10

2-5) извлечение марганца из руды составл ет 66,5-79,9 при общем извлечении марганца 76,5-86,6%.

При -проведении плавок на шихте с составом компонентов, количество которых выходит за предлагаемые граничные значени , извлечение марганца Надает (плавки 1 и 6).

Таким образом, оптимальный состав предлагаемой шихты позвол ет по срав- 15 Нению с известной шихтой повысить извлечение марганца из шихты х в 1,3- l,k раза, из руды более чем в 3 раза. Использовать дл плавки сплава менее качественные руды с отношением Р/Мп 20 X 0,005 и силикомарганец, выплавленный из обычной руды, и тем самым по- в|ысить сквозное извлечение марганца (с учетом потерь при плавке силико- марганца и при плавке шлака) в 1,6- 1,8 раза (до 75,0-83,5 против ,5 по известному).

25

жаща марганцевую руду, силикомарганец и флюс, отличающа с тем, что, с целью повышени извлечени марганца, она дополнительно содержит экзотермические брикеты при следующем соотношении компонентов, мас.:

Марганцева руда 33,,0 Флюс21,3-35,9

Силикомарганец 9,1-10,2 Экзотермические j брикеты21,5-28,5

2. Шихта по П.1, о т л и ч а ю - щ а ,с тем, что экзот1врмические брикеты содержат марганцевую руду, силикомарганец, флюс и св зующее при следующем соотношении, мас.%: Марганцева руда 36,0-37,5 Флюс 9,0-11,5

Силикомарганец 51,0-52,5 Св зующее1,0-1,5

8

изобретени

0

5 0

25

Марганцева руда 33,,0 Флюс21,3-35,9

Силикомарганец 51,0-52,5 Св зующее1,0-1,5

Состав шихты, маеJ Руда марганцева Силикомарганец Доломит

Экзотермические брикеты

Состав экзотермических брикетов, мас.%

1,0 10,1 18,6

4о,о

10,2 21,3

36,0

9.8

29,8

3.,7

9,6

32,2

33,5

9,1

35,9

33,0

9,0

37,5

30,0 28,5 2it,4 23,5 21,5 20,5

6,0

9.8

9,8

3.,7

9,6

32,2

33,5

9,1

35,9

33,0

9,0

37,5

51,0- 32,5 16,i.

Claims

Форму ла изобретения

1. Шихта для плавки мало- и сред. неуглеродистого ферромарганца, содержащая марганцевую руду, силикомарганец и флюс, отличающаяся тем, что, с целью повышения извлечения марганца, она дополнительно содержит экзотермические брикеты при следующем соотношении мас.%:

Марганцевая руда Флюс Силикомарганец Экзотермические брикеты компонентов,

33.5- 46,0

21,3-35,9

9,1-10,2

21.5- 28,5

2. Шихта по п.1,отличающая ,с я тем, что экзотермические брикеты содержат марганцевую руду, силикомарганец, флюс и связующее при следующем’соотношении, мас.%:

Марганцевая руда 36,0-37,5

Флюс '9,0-11,5

Силикомарганец _51,0-52,5

Связующее 1,0-1,5

Показатели Плавка Известная шихта 1 1 ² 3 * S 1 ⁶ Состав шихты, мас.% Руда марганцевая 41,0 40,0 36,0 34,7 33,5 зз.о 51,0* Силикомарганец 10,4 10,2 9,8 9,6 9,1 9,о 32,5** Доломит 18,6 21,3 29,8 32,2 35,9 37,5 16,4 Экзотермические брикеты зо,о 28,5 24,4 23,5 21,5 20,5 - · Состав экзотерми- ческих брикетов, мас.% Руда марганцевая 40,5 37,5 27,0 36,5 36,0 32,0 - Силикомарганец 50,5 52,5 52,0 51,0 51,0 54,0 - Доломит 8,5 9,0 10,0 10,8 11,5 12,0 Связующее 0,5 1,0 1,0 1,2. 1,5 2,0 -

Состав сплава,мас.%

Мп 81 ,0 85,2 86,3 85,2 84,6 84,6 87,0 - 6,5 3,5 2,0 1,8 1,6 1,4 1,6 Р - 0,14 0,18 0,19 0,17 ' - 0,30 Состав шлака,мас.%: Мп 17,8 8,1 5,3 5,5 8,5 12,13 28,5 Извлечение марганца , % Из шихты 66,7 82,3 86,6 85,5 76,5 68,0 60,0 Из руды 49,4 73,6 79,9 78,1 66,5 48,4 23,2 . Сквозное 64,3 79,4 83,5 82,4 75,0. 51,0 46,5

*Мп 48,8%; Р 0,15%.

**Мп 71%; Si 20%; Р 0,10%.