NO162625B

NO162625B - Fremgangsmaate for fremstilling av konsoliderte ullfeller.

Info

Publication number: NO162625B
Application number: NO873713A
Authority: NO
Inventors: Klaus Albien; Gunther Maurer
Original assignee: Rhodia Ag
Priority date: 1986-09-06
Filing date: 1987-09-04
Publication date: 1989-10-16
Also published as: DE3774218D1; US4818594A; NO162625C; ES2026501T3; EP0259692A2; ATE69073T1; EP0259692A3; NO873713D0; DE3630392C1; NO873713L; CA1311889C; EP0259692B1

Description

Ulempene ved denne fremgangsmåte er at pral , talt alle reaksjoner finner sted i en elektrisk ovn hvorved dagsproduk-sjonen nedsettes og omkostningene til tungtsmeltolige foringer okes. Videre har slaggene som fåes ved prosessen, hoyt manganinnhold og må anvendes i andre prosesser, som fr' sti "Iling av silico-ferromangan for å ekstrahere mest mulig av manganinnholdet deri.

En annen kjent fremgangsmåte består i å fremstille t-n

smelte av manganraalm, kalk og tilstrekkelig carbonholdig materiale til å bevirke delvis reduksjon av manganinnholdet og fremstille en smelte inneholdende 36 til 52 prosent nangan,og omsette denne smelte i en totrinns prosess med et silico-ferromangan inneholdende 16 til 36 prosent silicium under dannelse av lavt siliciumholdig, lavt til middels carbonholdig ferromangan og en slagg inneholdende 18 til 24 prosent mangan. Denne slagg har for hoyt manganinnhold til å kunne kastes, og omsettes derfor med manganraalm, kvarts og carbon for å danne silico-ferromangan inneholdende 16 - 36 prosent silicium. Ulempene ved denne fremgangsmåte er at den krever en htiykvalitets rnanganmalm som har et lavt jern- og kiselsyreinnhold, for å oppnå den analyse som er angitt for smeiten. Sluttslaggen som fåes fra denne prosess, krever dessuten videre behandling for å ekstrahere mere av manganet for den kan kastes uten store tap.

Det er et mål ved foreliggende oppfinnelse å skaffe en fremgangsmåte hvori de ovenfor nevnte ulemper er eliminert eller i det minste redusert.

Foreliggende oppfinnelse angår en cyclisk fremgangsmåte

ved fremstilling av ferromangan med opptil 1,5 vektprosent Si og opptil 3 vektprosent carbon, ved hvilken en smeltet syntetisk reaksjonsslagg inneholdende mangan, hvorav i det vesentlige alt er i manganoformen, omsettes med et ferromanganlegerings-mellomprodukt inneholdende 5-20 prosent silicium under dann-

else av et endelig lavt siliciumholdig, middels til lavt carbonholdig ferromangan og en delvis forbrukt slagg inneholdende mangan, og den delvis forbrukte slagg omsettes med frisk silico-ferromangan inneholdende 15 - 35 prosent silicium under dannelse av ferromanganlegerings-mellomprodukt inneholdende 5-20 prosent silicium for omsetning med smeltet syntetisk reaksjonsslagg for igjen å påbegynne den cycliske prdsess, og

en sluttslagg inneholdende under 10 prosent mangan, karakterisert ved at raanganimiholdet i den smeltede rynteti ske reaksjonsslagg innstilles p.å. mellom 23 og 35 prosent, og kiselsyreinnholdet innstilles, på mellom 5 og 20 prosent for omsetning med ferro-roanganlegerings-mellomproduktet, og at der ved omsetningen av smeltet syntetisk reaksjonsslagg med f erromanganlegerings-me.llom-produkt fremstilles en delvis forbrukt slagg inneholdende mellom 13 og 22 prosent mangan.

Den erholdte sluttslagg er relativt lav i manganinnhold

cg kan kastes.

Uttrykket "lavt siliciumholdig, middels til lavt carbonholdig ferromangan" er brukt for å betegne ferromangan inneholdende 1,5 vektprosent eller mindre silicium og 3,0 vektprosent eller mindre carbon.

Alt eller en del av ferromanganlegerings-mellomproduktet fremstilt ved omsetningen mellom delvis forbrukt slagg og frisk silico-ferromangan, omsettes således mel syntetisk reaksjonsslagg for å få en cyclisk prosess.

Som det vil fremgå klart av den efterfolgende beskrivelse, er uttrykkene "delvis forbrukt" slagg og "slutt"-slagg, såvel som uttrykket "frisk" silico-ferromangan, ferromanganlegerings-"mellomprodukt" og lavt siliciumholdig, middels til lavt carbonholdig ferromangan-"sluttprodukt" anvendt for å indikere relative tilstander for forskjellige materialer i den cycliske prosess. Skjont det vil bli klart fra den efterfolgende beskrivelse ér dessuten uttrykkene "syntetisk" reaksjonsslagg og "frisk" silico-ferromangan anvendt for å betegne materialer som ikke er fremstilt ved selve den cycliske prosess, men fra andre kilder.

Det foretrekkes at den syntetiske reaksjonsslagg inneholder 26 til 30 prosent mangan og 8 til 13 prosent Si02. Perro-manganlegerings-mellomproduktet inneholder dessuten fortrinnsvis 7 til 15 prosent silicium.

Den syntetiske reaksjonsslagg kan fremstilles utenfor den cycliske prosess ved å smelte manganraalm og/eller en manganslagg som kan stamme fra en hoycarbonholdig ferromangan-fremstillings-operasjon, et basisk flussmiddel og et reduksjonsmiddel,, idet disse bestanddeler er tilstede i mengder som gir en syntetisk

reaksjonsslagg av den krevede sammensetning.

Den syntetiske reaksjonsslagg kan bekvemt stilles i en hvilken som helst egnet ovn, fortrinnsvis i en e_eKtrisk ovn med neddykket bue. Da malmer med hoyt vektforhold av mangan til jern og begrensede mengder kiselsyre er dyre, foretrekkes det fra et okonomisk synspunkt å avlede i det minste en de", av manganinnholdet fra dan syntetiske reaksjonsslagg fra slatoger slik som fåe:.-; ved fremstilling av hoyt carbonholdig ferromangan. Å ta inn slagger fra andre prosesser har videre den fordel at disse slagger inneholder alb mangan i mangano-form. Disse slagger kan tilsettes til ovnen hvori den syntetiske reaksjonsslagg fremstilles, i enten fast eller flytende form, fortrinnsvis som en væske. Den mengde av den nevnte manganslagg som kan til-setter, Lii chargen i ovrn-Ti' for fremstilling av den syntetiske reaksjonsslagg, bestemmes av kiselsyreinnholdet i den således tilsatte slagg. KiseJsyreinnholdet i den dannede syntetiske reaksjonsslagg bor ikke overstige 20 prosent, fortrinnsvis ikke 13 prosent.

Det basiske fluanraiddel som tilse tier, til ovnen for fremstilling av syntetiske reaksjonsslagg,- kan være et hvilket som helst kjent basisk materiale som kalksten, magnesit eller dolomit, som eventuelt kan være i brent tilstand.

Reduk.sjonami.dlet i ovnjioirirgen for fremstilling av syxitetisk reakerjonnsln^g (,,)'-?ner til å redusere eventuelle raangan-oxyder som er tilstede i mai men, . og som er av et hoyere trinn enn den toverdige form, til mangano-formen. Mengden som tilsette», er fortrinnsvis utilstrekkelig til å redusere oxydene i char;;u!! til metall unntagen når det onske r selektivt å redusere

.noe av de, tilstedeværende jernoxyder til jern og aåledes anrike den syntetiske reaksjonsslagg på mangan. Redukrjonsmidlet kan være kull, koks, ferromangan, silico-ferromangan, forrosiiicium eller lignende. Reaksjonene mellom slagg- og metallfåsene, nemlig mellom syntetisk reaksjonsslagg og ferromanganlegerings-mellomprodukt i det ene tilfelle, og delvis forbrukt slagg og frisk silico-ferromangan i det annet tilfelle, utfores fortrinnsvis i kar .: utenfor ovnene, hvori hovedreaktantene, nemlig syntetisk reaksjonsslagg og frisk silico-ferromangan, fremstilles. .•"Det friske silico-ferromangan er fortrinnsvis i smeltet tilstand når det omsettes med den delvis forbrukte slagg.

Varmen som utvikles under reaksjonene mellom slagg- og metallbestanddelene, nemlig syntetisk reaksjonsslagg og legerings-mellomprodukt på den ene side og delvis forbrukt slagg og frisk silico-ferromangan på den annen side, er begrenset og blir progressivt mere utilstrekkelig for behovet i prosessen med okende kiselsyreinnhold i den syntetiske reaksjonsslagg. Det er derfor fordelaktig å bringe den syntetiske reaksjonsslagg og legerings-mellomproduktet sammen i flytende form. Det er videre fordelaktig å oppvarme både den syntetiske reaksjonsslagg og silico-ferromanganet til mellom 1500° og 1700°C for omsetningen.

Skulle kiselsyreinnholdet i den syntetiske reaksjonsslagg nærme seg den nedre grense på 5 prosent, kan det være. fordelaktig å tilsette noe av ferromanganlegerings-mellomproduktet i fast, knust tilstand under reaksjonen mellom syntetisk reaksjonsslagg og legerings-mellomprodukt, for å regulere den varme sou* utvikles ved omsetningen.

Reaksjonene mellom den syntetiske reaksjonsslagg og ferromanganlegerings-mellomproduktet på den ene side, og delvis forbrukt slagg og frisk silico-ferromangan på den annen side, utfores fordelaktig i reaksjonskar som ildfast forede oser, ryste-bser eller lignende utstyr, spesielt konstruert.for å lette interfasereaksjoner. Foringen i reaksjonskarene er fortrinnsvis utfort av basisk materiale, som magnetit- eller dolomitsten eller stamperaasser.

Reaksjonene mellom metall- og slaggfåsene, nemlig mellom ferromanganlegerings-mellomproduktet og den syntetiske reaksjonsslagg på den ene side og mellom frisk, si lico-ferromangan og delvis forbrukt slagg på den annen oi.do, kan utfores ved å helle-over fra en ose inneholdende b<:gge faser i en annen ose og derpå f ore innholdet tilbak:;-! til den far ste osa om nodvendig,

idet slik helning ut Tores på en slik måte at man får maksimal, kontakt mellom de to faser. Hvis det skulle være nodvendig for

å fore reaksjonene til fullstendighet, kan prosessen med til-bakehelning av utagg og metall gjentaes. Som nevnt ovenfor, kan en ryste-ose også anvendes med fordel, idet den epicycliske \ bevegelse av rystebsen sikrer at reaksjonen finner sted på kort tid.

Siagg-til-raetallforholdet i slagg-metallreaksj onene, nemlig syntetisk reaksjonsslagg og f erromanganlegerings-mellbiSprodukt på den ene side og delvis forbrukt slagg og friskt silico-ferromangan på den annen side, kan være fra 1,5:1 til 3,0:1, fortrinnsvis fra 2,0:1 til 2,5:1.

Sammensetning av det lavt siliciumholdige, middels til lavt carbonholdige ferromangan, kan avpasses ved kjente metoder. Eksempelvis kan manganinnholdet i det endelige lavt siliciumholdige, middels til lavt carbonholdige ferromangan justeres opp til 90 prosent ved å variere mangan-til-jerninnholdet i den syntetiske reaksjonsslagg og/eller ved å variere forholdet mellom syntetisk reaksjonsslagg og friskt silico-ferromangan i prosessen. Det kan også varieres ved å anvende friskt silico-ferromangan av forskjellige manganinnhold. På lignende måte kan siliciuminnholdet i det endelige ferromangan justeres til mellom 0,1 og 1,5 prosent ved å variere vektforholdet av den syntetiske slagg til friskt silico-ferromangan. Carboninnholdet i produktet reguleres hovedsakelig ved siliciuminnholdet i det friske silico-ferromangan idet carboninnhold varierende f.eks. fra 0,05 prosent til 3,0 prosent er lett å få.

Det er ikke avgjorende at alt ferromanganlegerings-mellomprodukt fremstilt ved omsetningen mellom delvis forbrukt slagg og friskt silico-ferromangan omsettes direkte med syntetisk reaksjonsslagg. En del av ferromanganlegerings-mellomproduktet kan også trekkes ut av prosessen på dette trinn. Det kan så anvendes i fast, knust tilstand for å regulere varmeutviklingen under omsetningen mellom syntetisk reaksjonsslagg og ferromanganlegerings-mellomprodukt, som beskrevet ovenfor, eller det kan anvendes til andre produksjonsformål eller kan selges som sådant.

En foretrukken utfdrelsesform av den cycliske fremgangsmåte ifolge oppfinnelsen hvori to oser anvendes som reaksjonskar, vil nu bli beskrevet i form av et eksempel under henvisning til tegningen som viser prosessen skjematisk.

Ovnen A er en enhet hvori syntetisk reaksjonsslagg fremstilles utenfor den cycliske prosess og oppvarmes til den onskede temperatur.

Ovnen B er en frisk silico-ferromanganovn. Dette kan være en smelteovn hvori legeringen fremstilles utenfor den cycliske prosess, men det foretrekkes å anvende en holde-ovn hvori legering fremstilt utenfor prosessen kan innstilles med hensyn til analyse og temperatur, for å oppfylle de krav som prosessen stiller og, den kvalitet av lavt siliciumholdig, middels til lavt carbonholdig ferromangan som skal fremstilles.

Osene X og Y er reaksjonskarene. I det minste en av osene kan med fordel konstrueres på en slik måte at metallet kan tommes ut forst, mens slaggen holdes tilbake i osen, som en tekanne-ose.

Manganmalm, manganslagg, et basisk flussmiddel som kalksten og et reduksjonsmiddel, som koks, innfores i ovnen A. Pra denne ovn fåes en syntetisk reaksjonsslagg med 26 - 30 prosent mangan, som praktisk talt fullstendig er i mangano-formen, og ca. 8-13 prosent kiselsyre.

En forutbestemt vektmengde syntetisk reaksjonsslagg helles i osen X (trinn 1) og smeltet ferromanganlegerings-mellomprodukt med et kiselsyreinnhold på 7 - 15 prosent, helles fra osen Y

over i osen X (trinn 2). Vekten av syntetisk reaksjonsslagg som anvendes, bor være mellom 2,0 og 2,5 ganger vekten av ferromanganlegerings-mellomprodukt som skal overfores til lavt siliciumholdig, middels til lavt carbonholdig ferromangan.

Innholdet av osen X helles så tilbake i osen Y (trinn 3). Slaggen helles forst over og derpå metallet.

Innholdet av osen Y får lov til å skilles i en slagg- og

en metallfase. Den fremdeles flytende slagg, som nu er delvis forbrukt slagg, dekanteres fra metallet over i osen X (trinn 4). Metallet som nu er et ferdig lavt siliciumholdig, middels til lavt carbonholdig ferromangan, helles fra osen Y (trinn 5) i panner eller former (ikke vist) og får lov til å storkne. Der-efter er.det ferdig for oppbrekning i den nbdvendige storrelse for salg.

Osen X, som inneholder den flytende, delvis forbrukte slagg, fores så fra ovnen A til ovnen B (trinn 6), som inneholder smeltet friskt silioo-ferromangan med 15 - 35 prosent silicium. Smeltet friskt.silico-ferromangan tappes ut av ovnen B (trinn 7) gjennom den flytende, delvis forbrukte slagg ned i osen X. Vekten av silico-ferromangan som tommes i osen X, bor avpasses slik at man får et slagg-til-metallforhold på mellom 2,0:1 og 2,5:1.

Innholdet av osen X helles så over i osen Y (trinn 8)

idet igjen slaggen overfores forst og derpå metallet. Denne prosess kan eventuelt gjentaes for å fullfore reaksjonen.

Innholdet i osen Y får lov til å skilles i en slagg-og en metallfase. Slaggen er nu en sluttslagg inneholdende mindre enn 10 prosent mangan, og kastes efter å være dekantert fra metallet (trinn 9). Metallet som er tilbake i osen Y, har et siliciuminnhold på mellom 7 og 15 prosent og er et ferromanganlegerings-mellomprodukt.

I vanlig produksjon vil alt ferromanganlegerings-mellomprodukt bli fort tilbake i prosessen (trinn 10) for omsetning med en ny charge syntetisk reaksjonsslagg, som beskrevet ovenfor, for gjentagelse av prosesskretslbpet. Det er imidlertid mulig å trekke av en del av ferromanganlegerings-mellomproduktet fra prosessen på dette trinn og tillate det å storkne. Det kan så tilsettes i fas.t, knust tilstand til reaksjonskaret under reaksjonen mellom syntetisk reaksjonsslagg og flytende ferromanganlegerings-emellomprodukt. Dette er en f<p>retrukken metode når det er nodvendig å regulere en stor varmeutvikling når en syntetisk reaksjonsslagg med lavt kiselsyreinnhold anvendes.

En del av ferromanganlegerings-mellomproduktet kan også, på dette trinn, trekkes av fra prosessen fullstendig og anvendes til andre produksjonsformål eller selges som slikt.

Det skal så gis noen eksempler for ytterligere å belyse oppfinnelsen.

Eksempel . 1 •

En syntetisk reaksjonsslagg inneholdende alt mangan i mangano-formen, ble fremstilt ved å smelte fdlgende blanding i en elektrisk ovn med nedykket bue:

Den dannede syntetiske reaksjonsslagg inneholdt 26,8 prosent mangan og 12,5 prosent kiselsyre. Denne slagg ble oppvarmet til over 1500°C.

Den syntetiske slagg ble så omsatt med ferromanganlegerings-mellomprodukt inneholdende 10,5 prosent silicium, idet omsetningen foregikk i en ryste-ose, hvor operasjonen fant sted i tre minutter. Vektforholdet mellom slagg og metall var 2,2:1.

Fra denne operasjon fikk man et ferromangan med folgende sammensetning:

Resten vår praktisk talt bare jern.

Den delvis forbrukte slagg erholdt ved ovenstående operasjon og inneholdende 15,6 prosent Mn, ble holdt tilbake og omsatt med friskt silico-ferromangan inneholdende 64,8 prosent Mn, 0,70 prosent C og 20,5 prosent Si, idet reaksjonen igjen fant sted i en ryste-ose i fem minutter. Vektforholdet mellom slagg og metall var 2,1:1.

Sluttslaggen erholdt fra. denne operasjon inneholdende

9,7 prosent Mn, ble fradekantert og kastet. Ferromanganlegerings-mellomproduktet inneholdende 10,1 prosent Si, ble beholdt og fort tilbake i prosessen for å gjenta den cycliske operasjon.

Eksempel 2

En syntetisk reaksjonsslagg ble fremstilt på samme måte som i eksempel 1 fra folgende blanding:

Den dannede syntetiske reaksjonsslagg inneholdt 27,5 prosent Mn og 12,7 prosent kiselsyre, og ble oppvarmet til en temperatur på over 1500°C. Denne slagg ble tappet i en ose og i denne ble helt smeltet ferromanganlegerings-mellomprodukt inneholdende 9,9 prosent Si. Vektforholdet mellom slagg og metall var 2,5:1. Innholdet i denne ose ble overfort til en annen ose ved dekantering forst av slaggen og derpå ble metallet sakte helt over fra en hoyde på ca. 2,5- m. Fra denne operasjon ble der tappet av en legering med folgende sammensetning:

Den delvis forbrukte slagg erholdt fra ovenstående opera-

sjon, og inneholdende 13,7 prosent Mn, ble beholdt i osen. :Frisk, silico-ferromangan med 64,8 prosent Mn, 0,86 prosent C og 20,0 prosent Si ble så tappet i den delvis forbrukte slagg idet forholdet mellom slagg og metall var 2,2:1. Innholdet av denne ose ble overfort til en annen ose og tilbake til den forste ose på den måte som er beskrevet for det foregående trinn av opera-

sjonen.

Fra denne reaksjon fikk man en sluttslagg inneholdende

8,1 prosent Mn som ble kastet, og et ferromanganlegerings-

mellomprodukt med 9,5 prosent Si.

Claims

1. Cyclisk fremgangsmåte ved fremstilling av ferromangan med

opptil 1,5 vektprosent Si og opptil 3 vektprosent carbon, ved hvilken en smeltet syntetisk reaksjonsslagg inneholdende mangan, hvorav i det vesentlige alt er i manganoformen, omsettes med et ferromanganlegerings-mellomprodukt inneholdende 5-20 prosent silicium under dannelse av et endelig lavt siliciumholdig, middels til lavt carbonholdig ferromangan og en delvis forbrukt slagg inneholdende mangan, og hvor den delvis forbrukte slagg om- settes med frisk silico-ferromangan inneholdende 15 - 35 prosent silicium under dannelse av ferromanganlegerings-mellomprodukt inneholdende 5-20 prosent silicium for omsetning med smeltet syntetisk reaksjonsslagg for igjen å påbegynne den cycliske prosess, og en sluttslagg inneholdende under 10 prosent mangan,karakterisert ved at manganinnholdet i den smeltede syntetiske reaksjonsslagg innstilles på mellom 23 og 35 prosent, og kiselsyreinnholdet innstilles på mellom 5 og 20 prosent for-omsetning med ferromanganlegerings-mellomproduktet, og at der ved omsetningen av smeltet syntetisk reaksjonsslagg med ferromanganlegerings-mellomprodukt fremstilles en delvis forbrukt slagg inneholdende mellom 13 og 22 prosent mangan.

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at manganinnholdet av den smeltede syntetiske reaksjonsslagg innstilles på mellom 26 og 30 prosent og kiselsyreinnholdet på mellom 8 og 13 prosent.