RU2674178C2 - Production of high-grade manganese from ferromanganese by means of vaporisation in vacuum induction plant - Google Patents

Production of high-grade manganese from ferromanganese by means of vaporisation in vacuum induction plant Download PDF

Info

Publication number
RU2674178C2
RU2674178C2 RU2016115909A RU2016115909A RU2674178C2 RU 2674178 C2 RU2674178 C2 RU 2674178C2 RU 2016115909 A RU2016115909 A RU 2016115909A RU 2016115909 A RU2016115909 A RU 2016115909A RU 2674178 C2 RU2674178 C2 RU 2674178C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
manganese
chamber
induction
inert gas
temperature
Prior art date
Application number
RU2016115909A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016115909A (en
RU2016115909A3 (en
Inventor
Йоханн РАЙХЕЛЬ
Лутц РОЗЕ
Ян БАДЕР
Original Assignee
Смс Груп Гмбх
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 Смс Груп Гмбх filed Critical Смс Груп Гмбх
Publication of RU2016115909A publication Critical patent/RU2016115909A/en
Publication of RU2016115909A3 publication Critical patent/RU2016115909A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2674178C2 publication Critical patent/RU2674178C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/04Refining by applying a vacuum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B47/00Obtaining manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/04Alloys based on copper with zinc as the next major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy and can be used to obtain industrially pure manganese by vaporizing carbon-containing ferromanganese in an induction vacuum unit. Pan containing liquid carbon-containing ferromanganese is inserted into an induction vaporizer, pressure is controlled in the range of 10–900 mbar using a system of vacuum pumps and a filter system, manganese is vaporized at a temperature above the manganese liquidus temperature of 1,248 °C and is purged with an inert gas, obtained manganese vapour is cooled in a steam pipe tightly connected to the induction vaporizer and a movable condensation chamber, manganese vapour is collected in the mobile condensation chamber at a temperature of 1,350 to 1,400 °C in a liquid aggregation state and continuously discharged from said chamber through a siphon heated tray into a filling machine and cast into the target product. In the installation, the induction vaporiser and the mobile condensation chamber are tightly connected to each other by the steam line to cool the manganese vapour by means of a primary water cooler enclosing the steam line outside, and a secondary water cooler is located inside the steam line in the vapour flow above the chamber, wherein the chamber has a siphon warmed fly for the continuous release of industrially pure manganese to the filling machine.
EFFECT: invention allows to continuously obtain industrially pure manganese by evaporation of cheap raw materials.
13 cl, 3 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к способу получения технически чистого марганца путем испарения углеродсодержащего ферромарганца в индукционной вакуумной емкости.The present invention relates to a method for producing technically pure manganese by evaporation of carbon-containing ferromanganese in an induction vacuum tank.

Марганец является одним из важнейших легирующих элементов в производстве стали. Он отличается высокой прочностью и большим пределом растяжения. Получение разных сортов стали с применением марганца достигается в результате использования марганецсодержащих легирующих добавок в процессе ее выплавки. К ним относятся произведенные в доменных печах или восстановительных печах марганцевые сплавы с высоким содержанием углерода, такие как FeMnHC (HCFeMn), и сплавы со средним содержанием углерода, такие как FeMnMC (MCFeMn), и низким содержанием углерода, такие как FeMnLC (LCFeMn), полученные в установках металлургии вторичных металлов.Manganese is one of the most important alloying elements in steel production. It is characterized by high strength and a large tensile strength. Obtaining different grades of steel using manganese is achieved as a result of the use of manganese-containing alloying additives in the process of its smelting. These include those produced in blast furnaces or reduction furnaces with high carbon manganese alloys such as FeMnHC (HCFeMn) and medium carbon alloys such as FeMnMC (MCFeMn) and low carbon alloys such as FeMnLC (LCFeMn), obtained in secondary metallurgy plants.

В марганцевых сплавах, помимо углерода в названных количествах, содержатся также другие элементы, такие как фосфор и сера, вследствие чего применение материалов является ограниченным.In addition to carbon in the indicated amounts, manganese alloys also contain other elements, such as phosphorus and sulfur, due to which the use of materials is limited.

Figure 00000001
Figure 00000001

Однако спрос на технически чистый марганец постоянно расширяется для удовлетворения возрастающих требований к производству высококачественной стали. В настоящее время технически чистый марганец производится только электролитическим способом, поскольку чистый марганец технически невозможно получить восстановлением с помощью углерода, так как в этом случае помимо марганца образуются также устойчивые карбиды, в частности, Мn7С3.However, the demand for technically pure manganese is constantly expanding to meet the increasing demands for the production of high quality steel. Currently, technically pure manganese is produced only by the electrolytic method, since it is technically impossible to obtain pure manganese by reduction with carbon, since in this case, in addition to manganese, stable carbides are also formed, in particular, Mn 7 C 3 .

Для этого используется насколько возможно чистый раствор сульфата марганца, который подвергают электролизу с использованием электродов из благородной стали при напряжении 5-7 Вольт. При этом на катоде образуется чистый марганец, на аноде -кислород, реагирующий затем с ионами марганца с образованием пиролюзита:To do this, use as pure a solution of manganese sulfate as possible, which is subjected to electrolysis using stainless steel electrodes at a voltage of 5-7 Volts. In this case, pure manganese is formed on the cathode, oxygen is formed on the anode, which then reacts with manganese ions to form pyrolusite:

2MnSO4+2Н2O→2Мn+2H2SO4+O2.2MnSO 4 + 2H 2 O → 2Mn + 2H 2 SO 4 + O 2 .

Наряду с этим известно также получение марганца путем восстановления его оксидов алюминием (алюминотермия) или кремнием.Along with this, it is also known to obtain manganese by reducing its oxides with aluminum (aluminothermy) or silicon.

Другая возможность получения марганца состоит в нагреве упомянутых выше соединений марганца до температуры испарения марганца.Another possibility of producing manganese consists in heating the aforementioned manganese compounds to the evaporation temperature of manganese.

Однако чистый марганец образуется лишь при температуре свыше 1600°С, так как только при этой температуре начинает испаряться часть марганца, вследствие чего такой способ получения до настоящего времени был не рентабельным.However, pure manganese is formed only at temperatures above 1600 ° C, since only at this temperature part of the manganese begins to evaporate, as a result of which this method of production has so far been unprofitable.

Задача настоящего изобретения заключается в создании способа непрерывного производства марганца путем испарения исходного сырья, который был бы не дорогостоящим и, следовательно, экономичным.The objective of the present invention is to provide a method for the continuous production of manganese by evaporation of the feedstock, which would not be expensive and, therefore, economical.

Данная задача решается посредством признаков, приведенных в пункте 1 формулы изобретения, в частности, в результате того, что способ проводят в вакууме при температурах выше температуры ликвидуса марганца, причем ковш с жидким углеродсодержащим ферромарганцем помещают в индукционный испаритель, получают металл в вакууме, и посредством системы вакуумных насосов и фильтровальной системы при 10-900 миллибарах и температуре свыше 1248°С при продувании инертным газом испаряют его и охлаждают при последующей работе установки водой, при этом пары марганца конденсируют в подвижной конденсационной камере при температуре от 1350 до 1400°С и непрерывно выпускают через сифонную обогреваемую летку в разливочную машину.This problem is solved by the features described in paragraph 1 of the claims, in particular, as a result of the fact that the method is carried out in vacuum at temperatures above the liquidus temperature of manganese, and the ladle with liquid carbon-containing ferromanganese is placed in an induction evaporator, the metal is obtained in vacuum, and vacuum pump systems and filter systems at 10-900 mbar and temperatures above 1248 ° C, while blowing with an inert gas, evaporate it and cool it during subsequent operation of the unit with water, while the vapor Manganese is condensed in a movable condensation chamber at a temperature of 1350 to 1400 ° C and continuously released through a heated siphon into a filling machine.

Установка и способ согласно изобретению представляют собой инновацию не только в смысле непрерывного получения марганца, но также и в отношении разливки.The installation and method according to the invention is an innovation not only in the sense of continuous production of manganese, but also in relation to casting.

Ниже приводится описание металлургических свойств марганца.The following is a description of the metallurgical properties of manganese.

Двухкомпонентная система Mn-Fe представляет собой разные фазы перехода раствора «марганец - железо». Как видно из приведенной на фиг. 2 диаграммы, температура ликвидуса чистого марганца составляет 1246°С.The two-component Mn-Fe system represents the different phases of the transition of the manganese – iron solution. As can be seen from FIG. 2 diagrams, the liquidus temperature of pure manganese is 1246 ° С.

При содержании марганца от 65 до 92%, являющимся типичным для ферросплавов, температура ликвидуса составляет от 1246 до 1280°С. Это самая низкая температура, при которой начинает испаряться жидкий материал. Давление пара в зависимости от температуры имеет экспоненциально возрастающую кривую (см. фиг. 3).When the manganese content is from 65 to 92%, which is typical for ferroalloys, the liquidus temperature is from 1246 to 1280 ° C. This is the lowest temperature at which liquid material begins to evaporate. The vapor pressure, depending on temperature, has an exponentially increasing curve (see Fig. 3).

Для наглядного объяснения физических условий осуществления способа согласно изобретению ниже приводится описание кинетики испарения марганца.To clearly explain the physical conditions for implementing the method according to the invention, the kinetics of the evaporation of manganese is described below.

Кинетика испарения марганца - это функция давления, температуры и количества инертного газа. Сам процесс испарения происходит в результате фазового перехода жидкости в газ (пар) при заданной температуре и давлении согласно закону первого порядка, как это представлено в уравнении (1):The kinetics of the evaporation of manganese is a function of pressure, temperature and the amount of inert gas. The evaporation process itself occurs as a result of a phase transition of a liquid into a gas (vapor) at a given temperature and pressure according to the first-order law, as presented in equation (1):

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где: (-dMn/dt) - скорость испарения, %/мин.,where: (-dMn / dt) is the evaporation rate,% / min.,

τ - постоянная фазового перехода, в минутах,τ is the phase transition constant, in minutes,

[Μn] - текущая концентрация марганца,[Μn] is the current concentration of manganese,

[Μn*] - равновесная концентрация Μn на текущей стадии процесса (p, Т, инертный газ).[Μn * ] is the equilibrium concentration Μn at the current stage of the process (p, T, inert gas).

При фазовом равновесии (жидкость - газ):At phase equilibrium (liquid - gas):

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

выраженном через зависящую от температуры константу К (Т),expressed through a temperature-dependent constant K (T),

Figure 00000004
,
Figure 00000004
,

давление при испарении рМn, а также через коэффициент активности fMn в качестве функции состава металла равновесная концентрация марганца [Μn*] имеет следующий вид:the pressure upon evaporation of pMn, and also through the activity coefficient fMn as a function of the composition of the metal, the equilibrium concentration of manganese [Μn * ] has the following form:

Figure 00000005
,
Figure 00000005
,

где:Where:

Figure 00000006
Figure 00000006

При этом означают:Moreover, they mean:

1. ΝΜn: объемный поток Μn в вакуумной емкости, норм.м3/мин., прямо пропорциональный скорости испарения, выраженной через k(-dMn/dt).1. ΝΜn: volumetric flow Μn in a vacuum vessel, normal m 3 / min., Directly proportional to the evaporation rate, expressed in terms of k (-dMn / dt).

2. uАr: вдуваемый в вакуумную емкость объемный поток аргона, норм.м3/мин.2. uАr: argon volume flow blown into the vacuum vessel, normal m 3 / min.

3. p: давление внутри испарительной емкости.3. p: pressure inside the evaporation tank.

Уравнения (4) и (5) вместе с уравнением (1) дают следующую зависимость:Equations (4) and (5) together with equation (1) give the following dependence:

Figure 00000007
Figure 00000007

Уравнение (6) воспроизводит принцип регулирования применительно к следующим величинам:Equation (6) reproduces the principle of regulation in relation to the following values:

- температура Τ металла, регулируемая в температурном диапазоне свыше 1246°С посредством индуктивного нагрева,- metal temperature Τ, adjustable in the temperature range over 1246 ° C by inductive heating,

- давление p в емкости, регулируемое в диапазоне от 10 до 900 миллибар посредством системы вакуумных насосов,- pressure p in the tank, adjustable in the range from 10 to 900 mbar through a system of vacuum pumps,

- расход инертного газа uAr, регулируемый в диапазоне от 0,05 до 0,5 норм.м3/(т металла в мин.) с помощью нагнетательной системы.- inert gas flow uAr, adjustable in the range from 0.05 to 0.5 normal m 3 / (t metal per min.) using the discharge system.

Отсюда выводятся все основные параметры, необходимые для осуществления способа согласно изобретению с использованием устройства по изобретению.From this, all the basic parameters necessary for implementing the method according to the invention using the device according to the invention are derived.

Согласно изобретению предусмотрено, чтобы конденсация паров марганца происходила непрерывно с помощью вторичного охладителя, установленного в потоке паров внутри паропровода и имеющего коническую форму для улучшения стекания капель.According to the invention, it is provided that the condensation of manganese vapor occurs continuously using a secondary cooler installed in the vapor stream inside the steam pipe and having a conical shape to improve the dripping.

Дополнительно система вакуумных насосов снабжена вторичной системой водяного охлаждения, конденсатором и фильтром. Процесс испарения дополнительно поддерживается аргоном в качестве инертного газа, образующего как бы атмосферу защитного газа.Additionally, the vacuum pump system is equipped with a secondary water cooling system, a condenser and a filter. The evaporation process is additionally supported by argon as an inert gas, forming a kind of protective gas atmosphere.

Технически чистый марганец непрерывно охлаждается водой, выпускается и подается в защитной атмосфере из аргона в разливочную машину, где он отливается в соответствующие желаемые форматы.Technically pure manganese is continuously cooled by water, discharged and supplied in a protective atmosphere from argon to a filling machine, where it is cast into the appropriate desired formats.

Предусмотрено регулировать во время процесса скорость испарения, температуру, величину разрежения и расходу инертного газа. Испаряемый материал может иметь разную концентрацию марганца, влияющую на скорость испарения, температуру и расход инертного газа.It is envisaged to adjust during the process the evaporation rate, temperature, the amount of vacuum and the inert gas flow. Evaporated material may have a different concentration of manganese, affecting the rate of evaporation, temperature and inert gas flow.

Также необходимо обеспечить, чтобы испаряемый материал непрерывно или периодически поступал в индукционный испаритель.It is also necessary to ensure that the material to be vaporized continuously or periodically enters the induction evaporator.

Другой задачей настоящего изобретения является создание устройства для осуществления способа по изобретению.Another objective of the present invention is to provide a device for implementing the method according to the invention.

Эта дополнительная задача решается посредством устройства в соответствии с приведенными в пункте 9 формулы изобретения признаками, в частности, посредством испарителя, в котором используют марганцевый сплав, который под вакуумом производит металл, который с использованием с системы вакуумных насосов и фильтровальной системы при давлении от 10 до 900 миллибар и температуре свыше 1248°С при продувании аргоном в качестве защитного газа испаряют и охлаждают с помощью первичного и вторичного водяных охладителей, при этом пары марганца собираются в жидком агрегатном состоянии в подвижной конденсационной камере при температуре от 1350 до 1400°С и непрерывно выпускаются через сифонную обогреваемую летку в разливочную машину.This additional problem is solved by means of a device in accordance with the characteristics described in paragraph 9 of the claims, in particular by means of an evaporator in which a manganese alloy is used, which produces metal under vacuum, which is used with a vacuum pump system and a filter system at a pressure of 10 to 900 millibars and a temperature above 1248 ° C, when purged with argon as a protective gas, is evaporated and cooled using primary and secondary water coolers, while the manganese vapor is collected They are in a liquid state of aggregation in a mobile condensation chamber at a temperature of 1350 to 1400 ° С and are continuously discharged through a heated siphon into a filling machine.

Согласно другому варианту выполнения испаритель представляет собой индукционный испаритель, установленный на гидравлической платформе, выполненной с возможностью вертикального перемещения.According to another embodiment, the evaporator is an induction evaporator mounted on a hydraulic platform configured for vertical movement.

Согласно предпочтительному варианту выполнения устройства по изобретению подвижная конденсационная камера выполнена с возможностью горизонтального перемещения.According to a preferred embodiment of the device according to the invention, the movable condensation chamber is arranged to move horizontally.

Согласно другому варианту выполнения индукционный испаритель и конденсационная камера герметично сообщены между собой посредством паропровода, содержащего первичный и вторичный водяные охладители.According to another embodiment, the induction evaporator and the condensation chamber are tightly interconnected by means of a steam line containing primary and secondary water coolers.

Согласно особо предпочтительному варианту выполнения устройства по изобретению вторичный водяной охладитель находится внутри паропровода в потоке пара над конденсационной камерой.According to a particularly preferred embodiment of the device according to the invention, the secondary water cooler is located inside the steam line in a steam stream above the condensation chamber.

Предусмотрено, чтобы паропровод был соединен с подводящим трубопроводом защитного (инертного) газа и чтобы защитный (инертный) газ циркулировал по паропроводу и подводящему трубопроводу, при этом парообразный марганец может отделяться с помощью вторичного, относящегося к подводящему трубопроводу конденсатора, а защитный (инертный) газ снова подается по подводящему трубопроводу в индукционный испаритель и, следовательно, в поток пара. При этом предусмотрено, чтобы в контур через подвод подпитки мог поступать дополнительный инертный газ для восполнения обусловленных процессом потерь и таким образом для регулирования концентрации внутри системы циркуляции.It is envisaged that the steam line is connected to the supply pipe of the protective (inert) gas and that the protective (inert) gas circulates through the steam pipe and the supply pipe, while the vaporous manganese can be separated using a secondary condenser belonging to the supply pipe, and the protective (inert) gas again fed through the inlet pipe to the induction evaporator and, therefore, into the steam stream. At the same time, it is envisaged that an additional inert gas could be supplied to the circuit through the make-up supply to make up for losses caused by the process and thus to control the concentration inside the circulation system.

Для поддержания насколько возможно постоянной концентрации защитного (инертного) газа в контуре дополнительный защитный газ может подаваться через подвод подпитки в подводящий трубопровод, из которого, пройдя вторичный фильтр, он снова может поступать в индукционный испаритель.To maintain as constant a concentration of protective (inert) gas in the circuit as possible, additional protective gas can be supplied through the feed line to the supply pipe, from which, having passed the secondary filter, it can again enter the induction evaporator.

Ниже выполненное согласно изобретению устройство для осуществления способа по изобретению подробнее поясняется с помощью приводимого в качестве примера варианта выполнения со ссылкой на приложенный чертеж.Below, an apparatus according to the invention for carrying out the method according to the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to the attached drawing.

При этом на фигуре 1 изображено:In this case, figure 1 shows:

фиг. 1 - в схематическом виде устройство для осуществления способа, модель протекания процесса.FIG. 1 is a schematic diagram of a device for implementing the method, a model of the process.

Как показано на фигуре 1, устройство 18 по существу содержит индукционный испаритель 1, внутри которого содержится загруженный FeMn при температуре 1600-1700°С в жидком агрегатном состоянии. Согласно данному варианту выполнения индукционный испаритель 1 размещен на гидравлической платформе 9, позволяющей его поднимать и опускать.As shown in figure 1, the device 18 essentially contains an induction evaporator 1, inside of which is loaded FeMn at a temperature of 1600-1700 ° C in a liquid state of aggregation. According to this embodiment, the induction evaporator 1 is placed on a hydraulic platform 9, allowing it to be raised and lowered.

В донной части индукционного испарителя 1 предусмотрено наличие по меньшей мере одного соединительного элемента 19 для продувочной трубы, который связан с подводящим трубопроводом 15, по которому защитный газ, в данном случае аргон, поступает в индукционный испаритель 1. Через расплав FeMn защитный газ поднимается наверх, где вместе с испарившейся долей марганца собирается при давлении 100-200 миллибар в паропроводе 14 и затем отводится в виде потока 17 пара, показанного стрелкой. При этом паропровод 14 герметично сообщен с индукционным испарителем 1.At the bottom of the induction evaporator 1, it is provided that at least one connecting element 19 for the purge pipe is connected to the supply pipe 15, through which the protective gas, in this case argon, enters the induction evaporator 1. Through the FeMn melt, the protective gas rises, where, together with the evaporated fraction of manganese, it is collected at a pressure of 100-200 mbar in the steam line 14 and then discharged in the form of a vapor stream 17 shown by the arrow. While the steam line 14 is hermetically connected with the induction evaporator 1.

Находящийся в паропроводе 14 поток 17 пара проходит мимо первичного водяного охладителя 4, охватывающего паропровод снаружи, и при этом охлаждается. Во вторичном водяном охладителе 5 поток 17 пара охлаждается настолько, что происходит изменение агрегатного состояния марганца из газообразного в жидкое. Для того чтобы это можно было обеспечить эффективно и насколько возможно быстро, предусмотрено расположение вторичного водяного охладителя 5 внутри паропровода 14 в потоке 17 пара.The steam stream 17 located in the steam line 14 passes by the primary water cooler 4, covering the steam pipe outside, and is cooled. In the secondary water cooler 5, the steam stream 17 is cooled so much that the aggregate state of manganese changes from gaseous to liquid. In order to ensure this as efficiently and as quickly as possible, an arrangement of the secondary water cooler 5 inside the steam line 14 in the steam stream 17 is provided.

При этом вторичный водяной охладитель 15 выполнен конической формы и своей сужающейся стороной ориентирован в сторону поступающего потока 17 пара. На фигуре это изображено в виде равнобедренного треугольника.At the same time, the secondary water cooler 15 is conical in shape and its tapering side is oriented towards the incoming steam stream 17. In the figure it is depicted as an isosceles triangle.

Под вторичным водяным охладителем 15 размещена горизонтально подвижная конденсационная камера 2. Кроме того, конденсационная камера 2 может быть герметично сообщена с паропроводом 14.A horizontally movable condensation chamber 2 is arranged under the secondary water cooler 15. In addition, the condensation chamber 2 can be hermetically connected to the steam line 14.

Сконденсированный высокочистый марганец собирается в горизонтально подвижной конденсационной камере 2 и поддерживается при температуре 1350-1400°С в жидком агрегатном состоянии.Condensed high-purity manganese is collected in a horizontally mobile condensation chamber 2 and maintained at a temperature of 1350-1400 ° C in a liquid state of aggregation.

Подвижная конденсационная камера 2 снабжена сифонной леткой 13. Через эту летку 13 производится выпуск марганца и его подача в разливочную машину 8. Разливочная машина выполнена разделенной на камеры и также находится в атмосфере 7 защитного газа (аргона) и оборудована соответствующими техническими средствами для создания и поддержания атмосферы защитного газа. В разливочной машине марганец отливают в целевой продукт 11 соответствующего желаемого формата. Целевой продукт 11 состоит из марганца с чистотой 99,9%.The movable condensation chamber 2 is equipped with a siphon groove 13. Through this groove 13 manganese is released and fed to the filling machine 8. The filling machine is divided into chambers and is also in the atmosphere 7 of the protective gas (argon) and equipped with the appropriate technical means to create and maintain shielding gas atmosphere. In a filling machine, manganese is cast into the target product 11 of the appropriate desired format. Target product 11 consists of manganese with a purity of 99.9%.

В то время как содержащие марганец пары в потоке 17 пара конденсируются вторичным водяным охладителем 5, образующий защитную атмосферу газ отсасывается через вывод 20 с помощью вакуумного насоса 3 и снова подается в подводящий трубопровод 15. Все еще содержащийся в защитном газе испарившийся марганец охлаждается во вторичном конденсаторе 12 и отделяется от защитной атмосферы. Для этого вторичный конденсатор 12 снабжен вакуумным насосом и водяным охладителем 6.While the manganese-containing vapors in the vapor stream 17 are condensed by a secondary water cooler 5, the protective atmosphere gas is sucked out through the outlet 20 by means of a vacuum pump 3 and again fed into the supply pipe 15. The evaporated manganese still contained in the protective gas is cooled in the secondary condenser 12 and is separated from the protective atmosphere. For this, the secondary condenser 12 is equipped with a vacuum pump and a water cooler 6.

Очищенный от паров марганца защитный газ по подводящему трубопроводу 15 совершает циркуляцию и через подвод 16 подпитки и вторичный фильтр 10 снова поступает в индукционный испаритель. Через подвод 16 подпитки в контур снова поступает защитный газ для восполнения его потерь в ходе процесса, в результате чего постоянно поддерживается стабильная атмосфера из аргона в качестве защитного газа.The shielding gas purified from manganese vapor is circulated through the supply pipe 15 and through the feed supply 16 and the secondary filter 10 again enters the induction evaporator. Through the supply line 16, the protective gas again enters the circuit to compensate for its losses during the process, as a result of which a stable atmosphere from argon is constantly maintained as a protective gas.

Перечень позицийList of items

1 индукционный испаритель1 induction evaporator

2 конденсационная камера2 condensation chamber

3 вакуумный насос3 vacuum pump

4 первичный водяной охладитель4 primary water cooler

5 вторичный водяной охладитель5 secondary water cooler

6 вакуумный насос с системой водяного охлаждения6 vacuum pump with water cooling system

7 защитная атмосфера из аргона7 argon protective atmosphere

8 разливочная машина8 filling machine

9 гидравлическая платформа9 hydraulic platform

10 вторичный фильтр10 secondary filter

11 целевой продукт11 target product

12 вторичный конденсатор12 secondary capacitor

13 летка13 year old

14 паропровод14 steam line

15 подводящий трубопровод15 inlet pipe

16 подвод подпитки16 make-up feed

17 поток пара17 steam flow

18 устройство18 device

19 соединительный элемент продувочной трубы19 purge pipe connector

20 вывод20 conclusion

Claims (13)

1. Способ получения технически чистого марганца путем испарения углеродсодержащего ферромарганца в индукционной вакуумной установке, характеризующийся тем, что помещают емкость с жидким углеродсодержащим ферромарганцем в индукционный испаритель (1), регулируют давление в диапазоне 10-900 миллибар посредством системы (3) вакуумных насосов и фильтровальной системы (10), осуществляют испарение марганца при температуре выше температуры ликвидуса марганца 1248°С и продувку его инертным газом, охлаждают полученные пары марганца в герметично сообщенном с индукционным испарителем и подвижной конденсационной камерой паропроводе, собирают пары марганца в подвижной конденсационной камере (2) при температуре от 1350 до 1400°С в жидком агрегатном состоянии и непрерывно выпускают из упомянутой камеры (2) через сифонную обогреваемую лётку в разливочную машину (8) и отливают в целевой продукт (11).1. A method of producing technically pure manganese by evaporation of carbon-containing ferromanganese in an induction vacuum installation, characterized in that a container with liquid carbon-containing ferromanganese is placed in an induction evaporator (1), the pressure is regulated in the range of 10-900 mbar using a system (3) of vacuum pumps and a filter systems (10), carry out the evaporation of manganese at a temperature above the liquidus temperature of manganese 1248 ° C and purge it with an inert gas, cool the resulting manganese vapor in a hermetically sealed When a steam line is connected with an induction evaporator and a movable condensation chamber, manganese vapors are collected in a movable condensation chamber (2) at a temperature of 1350 to 1400 ° C in a liquid state of aggregation and continuously discharged from the chamber (2) through a siphon heater to a filling machine (8 ) and cast into the target product (11). 2. Способ по п. 1, в котором конденсацию паров марганца осуществляют непрерывно с помощью вторичного водяного охладителя (5), расположенного в потоке пара внутри паропровода и имеющего коническую форму для улучшения стекания капель в камеру (2).2. The method according to p. 1, in which the condensation of manganese vapor is carried out continuously using a secondary water cooler (5) located in the steam stream inside the steam pipe and having a conical shape to improve the flow of droplets into the chamber (2). 3. Способ по п. 1, в котором процесс испарения поддерживают с помощью аргона в качестве инертного газа, который образует атмосферу защитного газа.3. The method according to p. 1, in which the evaporation process is supported by argon as an inert gas, which forms an atmosphere of a protective gas. 4. Способ по п. 1, в котором технически чистый марганец непрерывно охлаждают водой, выпускают из камеры (2) и подают в атмосфере защитного газа из аргона в разливочную машину (8).4. The method according to p. 1, in which technically pure manganese is continuously cooled with water, discharged from the chamber (2) and supplied in a protective gas atmosphere from argon to a filling machine (8). 5. Способ по п. 1, в котором скорость испарения марганца регулируют температурой, степенью разрежения в емкости индукционного испарителя и величиной расхода инертного газа.5. The method according to p. 1, in which the evaporation rate of manganese is controlled by temperature, the degree of vacuum in the capacity of the induction evaporator and the inert gas flow rate. 6. Способ по п. 1, в котором испаряемый углеродсодержащий ферромарганец имеет разную концентрацию марганца.6. The method according to p. 1, in which the evaporated carbon-containing ferromanganese has a different concentration of manganese. 7. Способ по п. 6, в котором испаряемый углеродсодержащий ферромарганец непрерывно или периодически загружают в индукционный испаритель (1).7. The method according to p. 6, in which the evaporated carbon-containing ferromanganese is continuously or periodically loaded into an induction evaporator (1). 8. Индукционная вакуумная установка для получения технически чистого марганца путем испарения углеродсодержащего ферромарганца способом по любому из пунктов 1-7, характеризующаяся тем, что она содержит индукционный испаритель (1) для жидкого углеродсодержащего ферромарганца, подвижную конденсационную камеру (2) для сбора паров марганца и поддержания марганца при температуре от 1350 до 1400°С в жидком агрегатном состоянии, при этом индукционный испаритель и подвижная конденсационная камера (2) герметично сообщены между собой паропроводом (14) для охлаждения паров марганца посредством первичного водяного охладителя (4), охватывающего паропровод снаружи, и вторичного водяного охладителя (5), расположенного внутри паропровода в потоке пара над камерой (2), при этом камера (2) имеет сифонную обогреваемую лётку для непрерывного выпуска технически чистого марганца в разливочную машину.8. An induction vacuum installation for producing technically pure manganese by vaporizing carbon-containing ferromanganese according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it contains an induction evaporator (1) for liquid carbon-containing ferromanganese, a movable condensation chamber (2) for collecting manganese vapor and maintaining manganese at a temperature from 1350 to 1400 ° C in a liquid state of aggregation, while the induction evaporator and the movable condensation chamber (2) are hermetically connected to each other by a steam line (14) To cool manganese vapors by means of a primary water cooler (4), covering the steam pipe outside, and a secondary water cooler (5) located inside the steam pipe in the steam stream above the chamber (2), the chamber (2) has a siphon heated coil for continuous technical discharge Pure Manganese In A Filling Machine. 9. Устройство по п. 8, в котором система вакуумных насосов дополнительно оборудована вторичной системой (6) водяного охлаждения, конденсатором (12) и фильтром (13).9. The device according to claim 8, in which the vacuum pump system is additionally equipped with a secondary water cooling system (6), a condenser (12) and a filter (13). 10. Устройство по п. 8, в котором индукционный испаритель (1) установлен на гидравлической платформе (9), выполненной с возможностью вертикального перемещения.10. The device according to claim 8, in which the induction evaporator (1) is mounted on a hydraulic platform (9), made with the possibility of vertical movement. 11. Устройство по п. 8, в котором подвижная конденсационная камера (2) выполнена с возможностью горизонтального перемещения.11. The device according to claim 8, in which the movable condensation chamber (2) is made with the possibility of horizontal movement. 12. Устройство по п. 8, в котором паропровод (14) соединён с подводящим трубопроводом (15) для подачи очищенного инертного газа в индукционный испаритель (1) для его повторной циркуляции в контуре установки, при этом подводящий трубопровод (15) имеет вторичный конденсатор (12) для очистки инертного газа от паров марганца, который снабжен первичным фильтром и вакуумным насосом с системой водяного охлаждения.12. The device according to claim 8, in which the steam line (14) is connected to the inlet pipe (15) for supplying the purified inert gas to the induction evaporator (1) for re-circulation in the installation circuit, while the inlet pipe (15) has a secondary condenser (12) for purification of inert gas from manganese vapor, which is equipped with a primary filter and a vacuum pump with a water cooling system. 13. Устройство по п. 12, в котором подводящий трубопровод (15) имеет подвод (16) подпитки и вторичный фильтр (10) для подачи в контур установки очищенного инертного газа для обеспечения стабильной защитной атмосферы из аргона в ходе процесса испарения, при этом подвод (16) подпитки также предназначен для подачи дополнительного инертного газа в контур установки для восполнения обусловленных процессом потерь и для регулирования концентрации газа внутри системы циркуляции.13. The device according to p. 12, in which the inlet pipe (15) has a supply (16) of make-up and a secondary filter (10) for supplying purified inert gas to the installation circuit to provide a stable protective atmosphere from argon during the evaporation process, while (16) make-up is also designed to supply additional inert gas to the installation circuit to make up for losses caused by the process and to control the concentration of gas inside the circulation system.
RU2016115909A 2013-09-25 2014-08-14 Production of high-grade manganese from ferromanganese by means of vaporisation in vacuum induction plant RU2674178C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013016366.8 2013-09-25
DE102013016366.8A DE102013016366A1 (en) 2013-09-25 2013-09-25 Production of high quality manganese from ferromanganese by evaporation in a vacuum induction plant
PCT/DE2014/000413 WO2015043560A1 (en) 2013-09-25 2014-08-14 Production of high-grade manganese from ferromanganese by means of vaporization in a vacuum induction plant

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016115909A RU2016115909A (en) 2017-10-26
RU2016115909A3 RU2016115909A3 (en) 2018-06-25
RU2674178C2 true RU2674178C2 (en) 2018-12-05

Family

ID=51798945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016115909A RU2674178C2 (en) 2013-09-25 2014-08-14 Production of high-grade manganese from ferromanganese by means of vaporisation in vacuum induction plant

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP3049543B1 (en)
KR (1) KR102279028B1 (en)
BR (1) BR112016006204A2 (en)
DE (1) DE102013016366A1 (en)
RU (1) RU2674178C2 (en)
WO (1) WO2015043560A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105018723B (en) * 2015-07-08 2017-12-19 湖南双创部落信息咨询服务有限责任公司 Chemical combination and efficient filter-pressing device in electrolytic manganese process

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2986461A (en) * 1957-12-21 1961-05-30 Pechiney Prod Chimiques Sa Manufacture of refined manganese
SU1148885A1 (en) * 1983-11-18 1985-04-07 Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им.Серго Орджоникидзе Method of melting metallic manganese
KR20100077885A (en) * 2008-12-29 2010-07-08 주식회사 포스코 Process and apparatus for producing high-purity manganese

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3054670A (en) * 1960-01-23 1962-09-18 Electro Chimie Metal Process of producing manganese
JP5636515B2 (en) 2012-01-10 2014-12-03 Jx日鉱日石金属株式会社 High purity manganese and method for producing the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2986461A (en) * 1957-12-21 1961-05-30 Pechiney Prod Chimiques Sa Manufacture of refined manganese
SU1148885A1 (en) * 1983-11-18 1985-04-07 Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им.Серго Орджоникидзе Method of melting metallic manganese
KR20100077885A (en) * 2008-12-29 2010-07-08 주식회사 포스코 Process and apparatus for producing high-purity manganese

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАБЛУКОВСКИЙ А.Ф. Производство электростали и ферросплавов.М., ИКЦ "АКАДЕМКНИГА", 2003, с.224-226. *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013016366A1 (en) 2015-03-26
BR112016006204A2 (en) 2017-08-01
RU2016115909A (en) 2017-10-26
KR102279028B1 (en) 2021-07-19
KR20160065898A (en) 2016-06-09
WO2015043560A1 (en) 2015-04-02
RU2016115909A3 (en) 2018-06-25
EP3049543A1 (en) 2016-08-03
EP3049543B1 (en) 2018-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107287435B (en) Using the method for smelting in suspension purifying substances
CN109047783A (en) A kind of Al alloy powder and preparation method thereof
RU2674178C2 (en) Production of high-grade manganese from ferromanganese by means of vaporisation in vacuum induction plant
US10494698B1 (en) Methods for making zirconium based alloys and bulk metallic glasses
US4842254A (en) Apparatus for purifying lithium
JP6586293B2 (en) Magnesium purification method and magnesium purification apparatus
US4309214A (en) Manufacture of metal powder
KR100605278B1 (en) A refining machine for Magnesium
JP5205776B2 (en) Method and apparatus for producing solid product
KR101332766B1 (en) A reaction furnace for sponge titanium obtaining equipment
KR101064991B1 (en) Process and apparatus for producing high-purity manganese
US3620942A (en) Natural circulation of cathode metal of electrolytic cell
US10632436B2 (en) Hydrogen, lithium, and lithium hydride production
JP6865067B2 (en) Magnesium purification method and magnesium purification equipment
WO2019187322A1 (en) Method for producing if7 purified gas, and storage container
WO2020196246A1 (en) Method for producing tungsten hexafluoride, method for purifying same, and tungsten hexafluoride
JP2002200401A (en) Method and apparatus for purifying high melting point organic material by distillation
CN103833037B (en) A kind of polysilicon dephosphorization apparatus and method
RU2583574C1 (en) Method of producing high-purity gallium
RU2034079C1 (en) Method for production of high-purity metallic scandium
US4077799A (en) Method and apparatus of refining crude cadmium
KR101318232B1 (en) A condensation apparatus for sponge titanium obtaining equipment
JPWO2002050320A1 (en) Zinc purification method and rectification column for zinc purification
WO2011007655A1 (en) Apparatus and method for condensing and liquefying zinc chloride
Koleva et al. Simulation of thermal and mass transfer of reactive metals