RU2710706C1 - Способ выплавки среднеуглеродистого ферромарганца - Google Patents
Способ выплавки среднеуглеродистого ферромарганца Download PDFInfo
- Publication number
- RU2710706C1 RU2710706C1 RU2018135776A RU2018135776A RU2710706C1 RU 2710706 C1 RU2710706 C1 RU 2710706C1 RU 2018135776 A RU2018135776 A RU 2018135776A RU 2018135776 A RU2018135776 A RU 2018135776A RU 2710706 C1 RU2710706 C1 RU 2710706C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- manganese
- melt
- carbon
- smelting
- medium
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/064—Dephosphorising; Desulfurising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке среднеуглеродистого ферромарганца. В способе осуществляют расплавление марганцевого концентрата и дефосфорацию марганецсодержащего оксидного расплава путем продувки расплава газообразным монооксидом углерода, при этом через 20 минут продувки после снижения содержания фосфора в расплаве до 0,01-0,02% в ванну печи загружают известь и ферросиликомарганец в количестве, необходимом для восстановления марганца из оксидного расплава. Изобретение осуществляют в одном плавильном агрегате, при этом существенно сокращается расход электроэнергии на выплавку сплавов и повышается полезное извлечение марганца. 1 табл.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам производства марганцевых ферросплавов, и может быть использовано для выплавки рафинированных марганцевых ферросплавов - средне- и низкоуглеродистого ферромарганца.
Известен способ выплавки средне- и низкоуглеродистого ферромарганца путем восстановления оксидов марганца кремнием ферросиликомарганца (Гасик М.И. Марганец. М: Металлургия. 1992. 608 с). Технология выплавки среднеуглеродистого и низкоуглеродистого ферромарганца во всех случаях одна и та же. Содержание углерода в выплавляемом металле зависит, главным образом, от содержания углерода в ферросиликомарганце.
Марганцевые руды многих месторождений характеризуются сравнительно низким содержанием марганца (20-25%) и повышенным содержанием фосфора до 0,20-0,25% и более (Р/Мn≥0,008) (месторождения марганцевых руд России, Украины, Грузии, Болгарии и др.). В случае выплавки рафинированных марганцевых ферросплавов из марганцевых руд и концентратов этих месторождений невозможно в одну стадию получить металл со стандартным содержанием фосфора ≤0,35%. Поэтому для получения стандартных сплавов процесс выплавки ведут в две стадии.
При выплавке средне- и низкоуглеродистого ферромарганца в этом случае на первой стадии селективно восстанавливают фосфор с переводом его в попутный металл. Для этого марганцевые руду или концентраты подвергают пирометаллургической дефосфорации (Гасик М.И. Марганец. М.: Металлургия. 1992. 608 с.). Марганецсодержащие продукты в смеси с ограниченным количеством восстановителя (кокса), из расчета восстановления фосфора, плавят в электропечи. Однако, несмотря на ограниченное количество углерода в шихте, частично восстанавливается и марганец, хотя он обладает сродством к кислороду, чем фосфор, что видно из приведенных ниже реакций (Куликов И.С. Раскисление металлов. М.: Металлургия. 1975. 504 с.):
Продуктами процесса пирометаллургической дефосфорации являются передельный малофосфористый марганцевый шлак (40-45% Мn; 0,02-0,05% Р; 28-30% SiO2; 4-8% СаО; 1-3% Al2O3; 2-4% MgO) и попутный отвальный металл - высокофосфористый углеродистый ферромарганец (45-55% Мn; 30-45% Fe; 1,5-3% Р; 0,1-0,3% Si; 3,5-5% С).
С попутным металлом теряется до 15-20% марганца, содержащегося в шихте. Расход электроэнергии на выплавку 1 т передельного марганцевого шлака составляет 850-1000 кВч. Исходные марганецсодержащие продукты обычно содержат до 10-15% SiO2, однако малофосфористый марганцевый шлак содержит до 30-35% SiO2 за счет добавок в шихту кварцита с целью снижения восстановления марганца путем связывания оксида марганца в силикат марганца. Однако полезное извлечение марганца не превышает 80-85%. (Гасик М.И. Марганец. М.: Металлургия. 1992. 608 с. )
Передельный малофосфористый марганцевый шлак, полученный на первой стадии, разливают, как правило, на разливочной машине. Затем на второй стадии твердый передельный шлак загружают в другую электропечь, в которой расплавляют шлак и проводят процесс восстановления марганца из его оксида, содержащегося в передельном шлаке, кремнием ферросиликомарганца с получением среднеуглеродистого или низкоуглеродистого ферромарганца. Третьим компонентом шихты является известь, поскольку процесс выплавки средне- и низкоуглеродистого ферромарганца ведут на шлаках основностью (CaO/SiO2)=1,3-1,4. Расход электроэнергии на выплавку 1 т среднеуглеродистого или низкоуглеродистого ферромарганца (на второй стадии) составляет 1450-1550 кВ⋅ч. Расход передельного малофосфористого марганцевого шлака на выплавку 1 т среднеуглеродистого или низкоуглеродистого ферромарганца составляет 1500-1550 кг. Суммарный расход электроэнергии на выплавку 1 т среднеуглеродистого или низкоуглеродистого ферромарганца при двухстадийном процессе составляет 2600-2800 кВ⋅ч.
Недостатками описанного способа выплавки средне- и низкоуглеродистого ферромарганца являются потери марганца с попутным металлом, образующимся на первой стадии, и значительный суммарный расход электроэнергии на выплавку сплавов.
В качестве прототипа выбран способ дефосфорации марганцевых руд и концентратов (Патент РФ 2594997. Способ дефосфорации марганцевых руд и концентратов / Дашевский В.Я., Юсфин Ю.С., Полулях Л.А., Петелин А.Л., Макеев Д.Б., Александров А.А., Леонтьев Л.И., Губанов В.И., Подгородецкий Г.С. Бюл. 2016. №23). Недостатком способа-прототипа является тот факт, что он не рассматривает процесс выплавки средне- и низкоуглеродистого ферромарганца.
Техническим результатом, достигаемым в изобретении, является выплавка среднеуглеродистого или низкоуглеродистого ферромарганца в одну стадию без потерь марганца с попутным металлом и сокращение расхода электроэнергии на выплавку сплавов.
Предлагаемый способ выплавки средне- и низкоуглеродистого ферромарганца отличается от известного тем, что, с целью дефосфорации расплава марганецсодержащих продуктов и устранения потерь марганца с попутным металлом, фосфор восстанавливают из оксидного расплава не твердым углеродом, а газообразным монооксидом углерода (СО), который продувают через марганецсодержащий оксидный расплав.
Марганцевые руды или концентраты расплавляют в электропечи. При взаимодействии расплава марганцевых руд и концентратов с газообразным монооксидом углерода протекает реакция восстановления фосфора (Куликов И.С. Раскисление металлов. М.: Металлургия. 1975. 504 с.):
Восстановленный газообразный фосфор удаляется с отходящими газами. Для предотвращения попадания газообразного фосфора в атмосферу, отходящие газы пропускают через водяной затвор, в котором конденсируется и оседает фосфор. Содержание фосфора в оксидном марганецсодержащем расплаве снижается до 0,01-0,02%.
Протекание реакции взаимодействия моноокида углерода с оксидом марганца (Куликов И.С. Раскисление металлов. М.: Металлургия. 1975. 504 с.):
в температурном интервале проведения металлургических процессов (1000-2000оС) термодинамически невозможно (энергия Гиббса реакции >0), поэтому марганец, содержащийся в исходных концентратах, полностью останется в оксидном расплаве. Следовательно, не будет потерь марганца с попутным отвальным металлом. Отпадет также необходимость добавлять в шихту кварцит, снижая тем самым содержание марганца в оксидном расплаве. В результате снижаются расход извести и кратность шлака при выплавке средне- и низкоуглеродистого ферромарганца при той же основности шлака, что также приводит к повышению извлечения марганца в металл.
После снижения содержания фосфора в расплаве до требуемой величины, что определяется анализом проб, в ванну печи загружают ферросиликомарганец и известь и ведут процесс восстановления марганца в той же печи. Поскольку процесс выплавки среднеуглеродистого или низкоуглеродистого ферромарганца ведут в одном плавильном агрегате, а не в двух, как это имеет место в действующем способе, существенно сокращается расход электроэнергии на выплавку сплава. Расход электроэнергии на выплавку 1 т среднеуглеродистого или низкоуглеродистого ферромарганца в этом случае составит 1600-1800 кВ⋅ч.
Газообразный монооксид углерода, потребный для дефосфорации оксидного марганецсодержащего расплава получают в газогенераторе или используют отходящий газ закрытых рудно-термических печей, выплавляющих углеродовосстановительным процессом ферросплавы, например, высокоуглеродистый ферромарганец или ферросиликомарганец. Отходящий газ этих печей содержит до 85% и более монооксида углерода.
Пример. Проведена выплавка среднеуглеродистого ферромарганца по действующему и предлагаемому способам. В экспериментах использовали марганцевый концентрат, содержащий, %: 43,99 Мn; 2,90 Fe; 0,22 Р; 16,21 SiO2; 4,73 СаО; 2,79 Аl2O3; 1,32 MgO. По действующему способу на первой стадии провели процесс пирометаллургической дефосфораци. Для снижения восстановления марганца путем связывания оксида марганца в силикат марганца добавлен кварцит в количестве, обеспечивающем содержание SiO2 в малофосфористом шлаке порядка 30-35%. Были получены малофосфористый передельный шлак, содержащий %: 58,12 МnО (45,02 Мn); 0,22 FeO (0,17 Fe); 0,06 Р2O5 (0,03 Р); 31,01 SiO2; 5,65 СаО; 3,37 Аl2O3; 1,57 MgO, и попутный отвальный металл (высокофосфористый ферромарганец), содержащий %: 56,77 Мn; 35,62 Fe; 2,58 Р; 5,03 С. В попутный металл перешло 10% марганца, 95% железа и 90% фосфора. С отходящими газами улетело 5% марганца и 5% фосфора. В малофосфористом передельном шлаке осталось 85% марганца, 5% железа и 5% фосфора. Расход электроэнергии составил 883 кВт⋅ч/т малофосфористого шлака. Результаты приведены в таблице. Расчет проведен на 1000 кг марганцевого концентрата.
На второй стадии из малофосфористого передельного шлака выплавили среднеуглеродистый ферромарганец. Из малофосфористого передельного шлака в металл перешло 50% марганца, 95% железа, 60% фосфора. Из ферросиликомарганца перешло в металл 100% марганца, 100% железа, 60% фосфора. Ферросиликомарганец содержал, %: 69,42 Мn; 11,25 Fe; 0,35 Р; 16,86 Si; 1,98 С. Получен среднеуглеродистый ферромарганец следующего состава, %: 88,35 Мn; 9,42 Fe; 0,20 Р; 0,41 Si; 1,62 С. Расход электроэнергии составил 1531 кВт⋅ч/т среднеуглеродистого ферромарганца. Суммарный расход электроэнергии на 1 т среднеуглеродистого ферромарганца составил 2629 кВт⋅ч. Результаты приведены в таблице.
По предлагаемому способу выплавили среднеуглеродистый ферромарганец из того же марганцевого концентрата в одну стадию. После расплавления концентрата в печи расплав продували монооксидом углерода (СО). Через 20 мин содержание фосфора в оксидном расплаве составило 0,019%. После чего в печь загрузили требуемое количество ферросиликомарганца и извести. Из марганцевого концентрата в металл перешло 53% марганца, 95% железа, 60% фосфора. Более высокое извлечение марганца в металл в предлагаемом способе по сравнению с действующим связано с меньшей кратностью шлака из-за более низкого содержания SiO2 в марганцевом концентрате по сравнению с передельным малофосфористым марганцевым шлаком. Из ферросиликомарганца перешло в металл 100% марганца, 100% железа, 60% фосфора. Ферросиликомарганец содержал, %: 69,42 Мn; 11,25 Fe; 0,35 Р; 16,86 Si; 1,98 С. Получен среднеуглеродистый ферромарганец следующего состава, %: 87,19 Мn; 10,15 Fe; 0,19 Р; 0,42 Si; 1,65 С. Расход электроэнергии составил 1683 кВт⋅ч/т среднеуглеродистого ферромарганца. Результаты приведены в таблице.
Как видно из приведенных в таблице данных, использование предлагаемого способа выплавки среднеуглеродистого ферромарганца позволило повысить сквозное извлечение марганца на 10,5% и сократить суммарный расход электроэнергии на выплавку 1 т среднеуглеродистого ферромарганца на 35%.
Технико-экономические преимущества предлагаемого способа выплавки средне- и низкоуглеродистого ферромарганца заключается в том, что его использование позволит при выплавке средне- и низкоуглеродистого ферромарганца с требуемым низким содержанием фосфора повысить сквозное извлечение марганца и значительно снизить расход электроэнергии на выплавку сплавов.
Claims (1)
- Способ выплавки среднеуглеродистого ферромарганца из марганцевого концентрата в одну стадию в электропечи, характеризующийся тем, что осуществляют расплавление марганцевого концентрата и дефосфорацию марганецсодержащего оксидного расплава путем продувки расплава газообразным монооксидом углерода, при этом через 20 минут продувки после снижения содержания фосфора в расплаве до 0,01-0,02% в ванну печи загружают известь и ферросиликомарганец в количестве, необходимом для восстановления марганца из оксидного расплава.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018135776A RU2710706C1 (ru) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Способ выплавки среднеуглеродистого ферромарганца |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018135776A RU2710706C1 (ru) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Способ выплавки среднеуглеродистого ферромарганца |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2710706C1 true RU2710706C1 (ru) | 2020-01-09 |
Family
ID=69140829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018135776A RU2710706C1 (ru) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Способ выплавки среднеуглеродистого ферромарганца |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2710706C1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4252560A (en) * | 1978-11-21 | 1981-02-24 | Vanjukov Andrei V | Pyrometallurgical method for processing heavy nonferrous metal raw materials |
US4346661A (en) * | 1980-03-20 | 1982-08-31 | Osaka Gas Kabushiki Kaisha | Furnace for treating industrial wastes |
RU2594997C1 (ru) * | 2015-06-26 | 2016-08-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ дефосфорации марганцевых руд и концентратов |
-
2018
- 2018-10-10 RU RU2018135776A patent/RU2710706C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4252560A (en) * | 1978-11-21 | 1981-02-24 | Vanjukov Andrei V | Pyrometallurgical method for processing heavy nonferrous metal raw materials |
US4346661A (en) * | 1980-03-20 | 1982-08-31 | Osaka Gas Kabushiki Kaisha | Furnace for treating industrial wastes |
RU2594997C1 (ru) * | 2015-06-26 | 2016-08-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ дефосфорации марганцевых руд и концентратов |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЛЯКИШЕВ Н.П. и др. Металлургия ферросплавов. Часть 1. Металлургия сплавов кремния, марганца и хрома. Учебное пособие. М., Издательство "Учёба", 2006, с.80-82. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101361991B1 (ko) | 제강 슬래그로부터의 철 및 인의 회수 방법 | |
KR102386946B1 (ko) | 인 함유 물질로부터의 인의 제거 방법 | |
RU2594997C1 (ru) | Способ дефосфорации марганцевых руд и концентратов | |
CN113512619A (zh) | 一种工业纯铁的生产方法 | |
JP2018044220A (ja) | 同一転炉における溶銑の予備処理方法 | |
RU2710706C1 (ru) | Способ выплавки среднеуглеродистого ферромарганца | |
JPH08337810A (ja) | ニッケル合金化鉄又はスチールの製造法 | |
US7094271B2 (en) | Method for producing stainless steels, in particular high-grade steels containing chromium and chromium-nickel | |
RU2711994C1 (ru) | Способ выплавки передельного малофосфористого марганцевого шлака с получением товарного низкофосфористого углеродистого ферромарганца | |
JP2002266047A (ja) | ダクタイル鋳鉄管及びその製造方法 | |
CN101565792B (zh) | 一种冶炼硼钢的方法 | |
US20140060251A1 (en) | Process of the production and refining of low-carbon dri (direct reduced iron) | |
JP3575304B2 (ja) | 転炉製鋼方法 | |
JP5915711B2 (ja) | 製鋼スラグからの鉄及び燐の回収方法 | |
WO2019102705A1 (ja) | 中低炭素フェロマンガンの製造方法 | |
Dashevskii et al. | Improved manganese extraction in the production of manganese ferroalloys | |
JP5141327B2 (ja) | 溶銑予備処理方法 | |
JPH11343514A (ja) | 底吹転炉を用いた高炭素溶鋼の溶製方法 | |
Dashevskii et al. | Improving manganese utilization in the production of manganese ferroalloys | |
JPH1161221A (ja) | 低Mn鋼の溶製方法 | |
JPH06108137A (ja) | 低硫鋼の溶製方法 | |
JP4430140B2 (ja) | ステンレス鋼の溶製方法 | |
RU2613833C1 (ru) | Способ дефосфорации железных руд и концентратов | |
Lule et al. | The Experience of ArcelorMittal Lázaro Cardenas Flat Carbon | |
JPH0510403B2 (ru) |