RU2711994C1 - Способ выплавки передельного малофосфористого марганцевого шлака с получением товарного низкофосфористого углеродистого ферромарганца - Google Patents
Способ выплавки передельного малофосфористого марганцевого шлака с получением товарного низкофосфористого углеродистого ферромарганца Download PDFInfo
- Publication number
- RU2711994C1 RU2711994C1 RU2018135774A RU2018135774A RU2711994C1 RU 2711994 C1 RU2711994 C1 RU 2711994C1 RU 2018135774 A RU2018135774 A RU 2018135774A RU 2018135774 A RU2018135774 A RU 2018135774A RU 2711994 C1 RU2711994 C1 RU 2711994C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- manganese
- phosphorus
- low
- smelting
- melt
- 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 передельного малофосфористого марганцевого шлака с получением товарного низкофосфористого углеродистого ферромарганца. В способе осуществляют расплавление марганцевого концентрата в электропечи и последующую дефосфорацию марганецсодержащего оксидного расплава путем продувки расплава газообразным монооксидом углерода, при этом после снижения содержания фосфора в расплаве до 0,01-0,02% осуществляют загрузку в ванну печи кокса в количестве из расчета восстановления железа и части марганца из оксидного расплава с получением упомянутых марганецсодержащих продуктов. Изобретение позволяет получить передельный малофосфористый марганцевый шлак, используемый при получении передельного силикомарганца и металлического марганца, без потерь марганца с попутным отвальным металлом. 1 табл.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам производства марганцевых ферросплавов, и может быть использовано при выплавке передельного малофосфористого марганцевого шлака, используемого при получении металлического марганца.
Известен способ выплавки металлического марганца силикотермическим способом. Технология получения металлического марганца силикотермическим способом включает три стадии: I - выплавка передельного малофосфористого марганцевого шлака; II - выплавка передельного силикомарганца; III - выплавка металлического марганца (Гасик М.И. Марганец. М.: Металлургия. 1992. 608 с.).
Марганцевые руды многих месторождений характеризуются сравнительно низким содержанием марганца (20-25%) и повышенным содержанием фосфора до 0,20-0,25% и более (Р/Mn≥0,008) (месторождения марганцевых руд России, Украины, Грузии, Болгарии и др.). Для обеспечения требуемого содержания фосфора в металлическом марганце марганцевые концентраты подвергают пирометаллургической дефосфорации с получением передельного малофосфористого марганцевого шлака. Марганецсодержащие продукты плавят в электропечи в смеси с ограниченным количеством восстановителя (кокса) из расчета восстановления фосфора и железа. Однако, несмотря на ограниченное количество углерода в шихте, частично восстанавливается и марганец, хотя он и обладает сродством к кислороду, чем фосфор и железо, 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% Mn; 0,02-0,05% Р; 28-30% SiO2; 4-8% СаО; 1-3% Al2O3; 2-4% MgO) и попутный отвальный металл - высокофосфористый ферромарганец (45-75% Mn; 20-45% Fe; 1,5-3% Р; 0,3-0,5% Si; 3,5-5% С), с которым теряется значительная часть марганца.
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 потери марганца с попутным отвальным металлом все равно остаются достаточно высокими - до 15-20% марганца, содержащегося в шихте. (Гасик М.И. Марганец. М.: Металлургия. 1992. 608 с.)
Передельный малофосфористый марганцевый шлак, полученный на первой стадии, является исходной шихтой для выплавки высококремнистого передельного силикомарганца МнС25 и металлического марганца. Выплавку передельного малофосфористого марганцевого шлака ведут периодическим процессом. Часть малофосфористого шлака разливают на разливочной машине, дробят, а затем используют при выплавке передельного силикомарганца. Передельный малофосфористый шлак, из которого выплавляют металлический марганец, выпускают в ковш, а затем заливают в ванну стоящей рядом электропечи, в которой выплавляют металлический марганец.
Недостатком описанного способа выплавки передельного малофосфористого марганцевого шлака являются потери марганца с попутным отвальным металлом - высокофосфористым ферромарганцем.
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 передельного малофосфористого марганцевого шлака, используемого при выплавке металлического марганца.
Техническим результатом, достигаемым в изобретении, является выплавка передельного малофосфористого марганцевого шлака без потерь марганца с попутным отвальным металлом.
Технический результат предложенного изобретения достигается следующим образом.
Способ выплавки передельного малофосфористого марганцевого шлака, используемого при выплавке металлического марганца, включающий дефосфорацию марганецсодержащего оксидного расплава путем продувки расплава газообразным монооксидом углерода, последующие проведение дефосфорации оксидного марганецсодержащего расплава монооксидом углерода и восстановление твердым углеродом железа и соответствующего количества марганца с получением передельного малофосфористого марганцевого шлака и товарного высокосортного низкофосфористого углеродистого ферромарганца.
При взаимодействии расплава марганцевых руд или 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. Содержание фосфора в оксидном марганецсодержащем расплаве снижается до 0,01-0,02%. Для предотвращения попадания газообразного фосфора в атмосферу, отходящие газы пропускают через водяной затвор, в котором конденсируется и оседает фосфор.
Протекание реакций взаимодействия моноокида углерода с оксидами марганца и железа (Куликов И.С. Раскисление металлов. М.: Металлургия. 1975. 504 с.):
в температурном интервале проведения металлургических процессов (1200-2000°С) термодинамически невозможно (энергия Гиббса этих реакций ), поэтому марганец и железо, содержащиеся в исходных марганецсодержащих продуктах, полностью остаются в оксидном расплаве. Следовательно, не будет образовываться попутный металл и не будет потерь марганца с попутным металлом. Отпадет также необходимость добавлять в шихту кварцит, снижая тем самым содержание марганца в оксидном расплаве.
После снижения содержания фосфора в расплаве до требуемой величины, что определяют анализом проб, в ванну печи загружают восстановитель (кокс) с целью восстановления железа и получения передельного малофосфористого марганцевого шлака с минимальным содержанием железа. Поскольку будет иметь место и восстановление некоторого количества марганца из его оксида твердым углеродом, количество восстановителя (кокса) определяют из расчета получения наряду с передельным малофосфористым марганцевым шлаком не отвального, а товарного высокосортного продукта - низкофосфористого углеродистого ферромарганца.
В случае низкого содержания железа в исходном марганецсодержащем продукте (%Fe/%Mn < 0,02-0,03) нет необходимости восстанавливать железо, поскольку в этом случае марганецсодержащий оксидный расплав соответствует по содержанию железа требованиям, обеспечивающим получению стандартного по содержанию железа металлического марганца. Поэтому после проведения процесса дефосфорации в печь можно загружать силикомарганец и выплавлять металлический марганец или загружать в печь восстановитель и выплавлять передельный силикомарганец. В этом случае процессы выплавки металлического марганца или передельного силикомарганца ведутся в одном печном агрегате, а не в двух как в случае, когда необходимо проводить операцию по снижению содержания железа в оксидном марганецсодержащем расплаве.
В случае, если целью является получение металлического марганца с повышенным против стандартного содержанием железа (по согласованию с потребителем), то поскольку нет необходимости восстанавливать железо процесс выплавки металлического марганца после проведения процесса дефосфорации также ведется в том же печном агрегате, где проводился процесс дефосфорации.
Газообразный монооксид углерода (СО), потребный для дефосфорации оксидного марганецсодержащего расплава получают в газогенераторе или используют отходящий газ закрытых или герметичных 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 малофосфористого передельного марганцевого шлака по действующему и предлагаемому способам. В экспериментах использовали марганцевый концентрат, содержащий, %: 43,75 Mn; 1,66 Fe; 0,22 Р; 12,74 SiO2; 4,42 СаО; 1,83 Al2O3; 1,26 MgO. По действующему способу провели процесс пирометаллургической де-фосфораци концентрата. Для снижения восстановления марганца путем связывания оксида марганца в силикат марганца добавлен кварцит в количестве, обеспечивающем содержание Si02 в малофосфористом шлаке порядка 30-35%. Были получены передельный малофосфористый марганцевый шлак, содержащий, %: 67,73 MnO; 0,16 FeO; 0,05 P2O5; 20,13 SiO2; 7,02 СаО; 2,91 Al2O3; 2,00 MgO, и попутный отвальный металл (высокофосфористый ферромарганец), содержащий, %: 72,39 Mn; 20,10 Fe; 2,10 Р; 0,38 Si; 5,03 С. В попутный отвальный металл перешло 13% марганца, 95% железа, 75% фосфора и 0,5% кремния. С отходящими газами улетело 5% марганца и 20% фосфора. В малофосфористом передельном шлаке осталось 82% марганца, 5% железа, 5% фосфора и 99,5% кремния. Результаты приведены в таблице. Расчет проведен на 1000 кг марганцевого концентрата. Полученный передельный малофосфористый марганцевый шлак был использован для выплавки передельного силикомарганца и металлического марганца.
По предлагаемому способу выплавили передельный малофосфористый марганцевый шлак из того же марганцевого концентрата. После расплавления концентрата в печи расплав продували монооксидом углерода (СО). Через 20 мин содержание фосфора в оксидном расплаве составило 0,016%. С отходящими газами улетело 90% фосфора. Затем в печь загрузили восстановитель (кокс) в количестве из расчета восстановления железа и части марганца. Был получен передельный малофосфористый марганцевый шлак, содержащий, %: 70,29 MnO; 0,17 FeO; 0,01 P2O5; 17,84 SiO2; 6,88 CaO; 2,85 Al2O3; 1,96 MgO, и товарный высокосортный ферросплав - низкофосфористый углеродистый ферромарганец, содержащий, %: 75,25 Mn; 17,45 Fe; 0,13 Р; 0,66 Si; 6,64 С. В низкофосфористый ферромарганец перешло 15% марганца, 95% железа, 75% фосфора и 1% кремния. С отходящими газами улетело 5% марганца и 20% фосфора. В передельном малофосфористом марганцевом шлаке осталось 80% марганца, 5% железа, 5% фосфора и 99% кремния. Результаты приведены в таблице. Расчет проведен на 1000 кг марганцевого концентрата. Полученный передельный малофосфористый марганцевый шлак был использован для выплавки передельного силикомарганца и металлического марганца.
Как видно из приведенных в таблице данных, использование предлагаемого способа выплавки передельного малофосфористого марганцевого шлака позволило повысить сквозное извлечение марганца на 13%.
Технико-экономические преимущества предлагаемого способа заключается в том, что его использование позволит устранить потери марганца с попутным отвальным металлом при выплавке передельного малофосфористого марганцевого шлака, используемого для получения передельного силикомарганца и металлического марганца.
Claims (1)
- Способ выплавки передельного малофосфористого марганцевого шлака с получением товарного низкофосфористого углеродистого ферромарганца, заключающийся в том, что осуществляют расплавление марганцевого концентрата в электропечи и последующую дефосфорацию марганецсодержащего оксидного расплава путем продувки расплава газообразным монооксидом углерода, при этом после снижения содержания фосфора в расплаве до 0,01-0,02% осуществляют загрузку в ванну печи кокса в количестве из расчета восстановления железа и части марганца из оксидного расплава с получением упомянутых марганецсодержащих продуктов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018135774A RU2711994C1 (ru) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Способ выплавки передельного малофосфористого марганцевого шлака с получением товарного низкофосфористого углеродистого ферромарганца |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018135774A RU2711994C1 (ru) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Способ выплавки передельного малофосфористого марганцевого шлака с получением товарного низкофосфористого углеродистого ферромарганца |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2711994C1 true RU2711994C1 (ru) | 2020-01-23 |
Family
ID=69184221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018135774A RU2711994C1 (ru) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Способ выплавки передельного малофосфористого марганцевого шлака с получением товарного низкофосфористого углеродистого ферромарганца |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2711994C1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU908867A1 (ru) * | 1980-07-22 | 1982-02-28 | Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт | Способ дефосфорации карбонатных марганцевых концентратов |
US20110265608A1 (en) * | 2008-05-06 | 2011-11-03 | Dong-Shik Min | Process for production of ultra low phosphorous and carbon ferromanganese by using of ferromanganese slag |
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 RU2018135774A patent/RU2711994C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU908867A1 (ru) * | 1980-07-22 | 1982-02-28 | Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт | Способ дефосфорации карбонатных марганцевых концентратов |
US20110265608A1 (en) * | 2008-05-06 | 2011-11-03 | Dong-Shik Min | Process for production of ultra low phosphorous and carbon ferromanganese by using of ferromanganese slag |
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 |
---|
КАБЛУКОВСКИЙ А.Ф. Производство электростали и ферросплавов. М., ИКЦ"АКАДЕМКНИГА", 2003, с.217-218. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3579328A (en) | Process for the production of ferro-vanadium directly from slag obtained from vanadium-containing pig iron | |
KR102386946B1 (ko) | 인 함유 물질로부터의 인의 제거 방법 | |
RU2594997C1 (ru) | Способ дефосфорации марганцевых руд и концентратов | |
CN112322958A (zh) | 低碳含铝钢及其冶炼控制方法 | |
US5575829A (en) | Direct use of sulfur-bearing nickel concentrate in making Ni alloyed stainless steel | |
RU2711994C1 (ru) | Способ выплавки передельного малофосфористого марганцевого шлака с получением товарного низкофосфористого углеродистого ферромарганца | |
JP6410311B2 (ja) | ステンレス鋼の精錬方法 | |
RU2710706C1 (ru) | Способ выплавки среднеуглеродистого ферромарганца | |
CN101565792B (zh) | 一种冶炼硼钢的方法 | |
Dashevskii et al. | Dephosphorization of manganese-containing oxide melts | |
RU2566230C2 (ru) | Способ переработки в кислородном конвертере низкокремнистого ванадийсодержащего металлического расплава | |
Park et al. | Metal/Slag separation behavior of CCA with various slag systems and effect of slag composition on the content of sulfur and phosphorus in iron nugget | |
WO2019102705A1 (ja) | 中低炭素フェロマンガンの製造方法 | |
Karbowniczek et al. | Current situation on the production market of FeMn and FeCr | |
CN111206181B (zh) | 一种含磷、铜合金钢的冶炼方法 | |
Dashevskii et al. | Improving manganese utilization in the production of manganese ferroalloys | |
CN115418432B (zh) | 降低1215ms钢低锰使用量的方法 | |
Dashevskii et al. | Improved manganese extraction in the production of manganese ferroalloys | |
US1979753A (en) | Open-hearth slag utilization | |
RU2177049C1 (ru) | Способ получения ферросиликотитановой лигатуры | |
JPH11343514A (ja) | 底吹転炉を用いた高炭素溶鋼の溶製方法 | |
WO2017164898A1 (en) | Method of treating unrefined tungstic acid to produce alloy grade tungsten for use in tungsten bearing steels and nickel based superalloys | |
JP6252182B2 (ja) | 転炉における酸化マンガン還元方法 | |
US1903409A (en) | Process of making iron-chromium nickel alloys | |
SU470550A1 (ru) | Способ получени лигатуры |