RU2788459C1 - Charge for producing manganese ferroalloys - Google Patents
Charge for producing manganese ferroalloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788459C1 RU2788459C1 RU2022104585A RU2022104585A RU2788459C1 RU 2788459 C1 RU2788459 C1 RU 2788459C1 RU 2022104585 A RU2022104585 A RU 2022104585A RU 2022104585 A RU2022104585 A RU 2022104585A RU 2788459 C1 RU2788459 C1 RU 2788459C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- manganese
- grade
- coal
- charge
- ferromanganese
- Prior art date
Links
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 46
- 239000011572 manganese Substances 0.000 title claims abstract description 46
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 40
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000003077 lignite Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011044 quartzite Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract description 27
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 abstract description 27
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 17
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 17
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 16
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 14
- 230000001603 reducing Effects 0.000 description 14
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- 229910000914 Mn alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 7
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910000720 Silicomanganese Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 4
- VIVHEMVDHMDMOC-UHFFFAOYSA-N iron;manganese;methane;phosphane;silicon Chemical compound C.[Si].P.[Mn].[Fe] VIVHEMVDHMDMOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910000468 manganese oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate dianion Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N Manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000015450 Tilia cordata Nutrition 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L cacl2 Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese(II,III) oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFGREXWGYUGZLY-UHFFFAOYSA-N oxophosphanyl Chemical class [P]=O LFGREXWGYUGZLY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001088417 Ammodytes americanus Species 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910000460 iron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 iron-carbon Chemical compound 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mn+2] PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N manganese(II) oxide Inorganic materials [Mn]=O VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к черной металлургии, а точнее, к электротермическому получению ферросплавов и может быть использовано в производстве различных марок ферромарганца и ферросиликомарганца.The invention relates to ferrous metallurgy, and more specifically, to the electrothermal production of ferroalloys and can be used in the production of various grades of ferromanganese and ferrosilicomanganese.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время марганцевые ферросплавы получают восстановлением оксидов марганца марганцевой руды углеродистым восстановителем (коксом) в руднотермической электрической печи. Одновременно с марганцем происходит и восстановление входящих в состав марганцевой руды железа, кремния и фосфора [1]. Так как, сплавы марганца используют в производстве стали в качестве раскислителя и легирующего элемента, содержание фосфора в сплавах марганца ограничивают. Большинство марганцевых руд, как правило, содержат фосфор в количества, не позволяющих получение стандартных марок марганцевых ферросплавов. Производители марганцевых ферросплавов применяют различные методы для снижения фосфора в концентратах марганцевых руд и сплавах марганца.At present, manganese ferroalloys are obtained by reducing manganese oxides of manganese ore with a carbonaceous reducing agent (coke) in an ore-thermal electric furnace. Simultaneously with manganese, the reduction of iron, silicon, and phosphorus, which are part of the manganese ore, also occurs [1]. Since manganese alloys are used in steel production as a deoxidizer and alloying element, the phosphorus content in manganese alloys is limited. Most manganese ores, as a rule, contain phosphorus in quantities that do not allow the production of standard grades of manganese ferroalloys. Manufacturers of manganese ferroalloys use various methods to reduce phosphorus in manganese ore concentrates and manganese alloys.
Из уровня техники известен способ дефосфорации марганцевых руд, включающий селективное восстановление фосфора из расплава газообразным монооксидом углерода (СО), который продувают через расплав, используя газообразный монооксид углерода, полученный в газогенераторе и содержащий примеси диоксида углерода (СО2) и азота (N2) в виде отходящих газов закрытых или герметичных рудно-термических печей для углеродотермической выплавки ферросплавов [2]. Недостатком данного технического решения является сложность аппаратурного оформления процесса получения сплава, что приводит к увеличению затрат.The prior art method for the dephosphorization of manganese ores, including the selective reduction of phosphorus from the melt with gaseous carbon monoxide (CO), which is blown through the melt using gaseous carbon monoxide obtained in a gas generator and containing impurities of carbon dioxide (CO 2 ) and nitrogen (N 2 ) in the form of exhaust gases from closed or sealed ore-thermal furnaces for carbon-thermal smelting of ferroalloys [2]. The disadvantage of this technical solution is the complexity of the instrumentation of the process of obtaining an alloy, which leads to an increase in costs.
Известна шихта для выплавки высокоуглеродистого ферромарганца, включающая отвальный шлак силикотермической плавки металлического марганца 1-88, кокс 5-25, известняк 0-20, железосодержащие добавки 0-10, марганецсодержащее сырье - остальное [3]. Изобретение позволяет снизить удельный расход марганецсодержащего сырья и известняка. Применение экзотических материалов в виде отвального шлака силикотермической плавки металлического марганца в качестве компонента шихты является недостатком использования данной шихты, кроме того, при применении данного состава шихты при водит к высокому переходу фосфора в сплав, что ограничивает применение такого сплава.Known charge for the smelting of high-carbon ferromanganese, including waste slag silicothermic melting of metallic manganese 1-88, coke 5-25, limestone 0-20, iron-containing additives 0-10, manganese-containing raw materials - the rest [3]. The invention allows to reduce the specific consumption of manganese-containing raw materials and limestone. The use of exotic materials in the form of waste slag from silicothermal melting of metallic manganese as a charge component is a disadvantage of using this charge; in addition, when using this charge composition, it leads to a high transition of phosphorus into the alloy, which limits the use of such an alloy.
Известен Способ переработки марганецсодержащего сырья, включающий загрузку марганецсодержащего сырья и углеродсодержащих материалов в плавильную окислительную зону печи, расплавление их в барботируемом кислородсодержащим дутьем марганецсодержащем оксидном расплаве, восстановление высших оксидов марганца и дефосфорацию марганецсодержащего оксидного расплава с использованием СО-содержащих газов, подвергнутый дефосфорации расплав поступает в восстановительную зону, в которую загружают углеродсодержащие материалы, флюсы и необходимые шихтовые добавки, восстанавливают марганец с образованием низкофосфористого высокоуглеродистого ферромарганца и шлака и производят раздельный выпуск продуктов плавки, при этом отходящие газы плавильной окислительной зоны дожигают во время расплавления, кроне того между плавильной окислительной и восстановительной зонами устанавливают сплошные перегородки с образованием промежуточной зоны, в которой осуществляют дефосфорацию марганецсодержащего оксидного расплава с использованием в качестве СО-содержащих газов компремированные отходящие из восстановительной зоны, которыми продувают оксидный расплав через нижние фурмы, при этом отходящие газы промежуточной зоны дожигают во время расплавления, а печные газы, содержащие газообразный фосфор, после очистки пропускают через водяной затвор, в котором улавливают фосфор [4]. Недостаток данного способа состоит в многостадийности получения марганцевых сплавов, и имеют ограниченное применение, так как получить СО в процессе восстановительной плавки можно только в закрытых или герметичных печах. При получении сплавов марганца в открытых печах выделить чистый СО практически невозможно.A method of processing manganese-containing raw materials is known, including loading manganese-containing raw materials and carbon-containing materials into the melting oxidizing zone of the furnace, melting them in a manganese-containing oxide melt bubbling with oxygen-containing blast, reducing higher oxides of manganese and dephosphorizing the manganese-containing oxide melt using CO-containing gases, the dephosphorized melt enters the reduction zone, into which carbon-containing materials, fluxes and the necessary charge additives are loaded, manganese is reduced with the formation of low-phosphorus high-carbon ferromanganese and slag and the melting products are separately discharged, while the exhaust gases of the melting oxidizing zone are burned during melting, moreover between the melting oxidizing and reducing solid partitions are installed in zones with the formation of an intermediate zone in which manganese-containing oxide melt is dephosphorized using compressed exhaust gases from the reduction zone as CO-containing gases, with which the oxide melt is blown through the lower lances, while the exhaust gases of the intermediate zone are burned off during melting, and the furnace gases containing gaseous phosphorus are passed through a water seal after cleaning, in which capture phosphorus [4]. The disadvantage of this method is the multi-stage production of manganese alloys, and they are of limited use, since it is possible to obtain CO in the process of reducing melting only in closed or sealed furnaces. When obtaining manganese alloys in open furnaces, it is practically impossible to isolate pure CO.
Известна шихта для плавки углеродистого ферромарганца (а.с. SU №2023042, С22С 33/04, опубл. 15.11.1994), включающая обожженную карбонатную руду или агломерат, флюсы, железную стружку, кокс и брикеты из кальций-хлоридного концентрата и кокса при следующих соотношениях компонентов, мас. %: обожженная карбонатная руда или агломерат 43,0-57,5, брикеты из кальций-хлоридного концентрата и кокса 23,5-36,0, флюс 4,5-7,5, железная стружка 4,0-5,0, кокс 8,5-10,5 [5]. Недостатком использования данной шихты является относительно высокое содержание фосфора в сплаве.Known charge for smelting carbon ferromanganese (AS SU No. 2023042, C22C 33/04, publ. 11/15/1994), including calcined carbonate ore or agglomerate, fluxes, iron shavings, coke and briquettes from calcium chloride concentrate and coke at the following ratios of components, wt. %: burnt carbonate ore or agglomerate 43.0-57.5, briquettes from calcium chloride concentrate and coke 23.5-36.0, flux 4.5-7.5, iron shavings 4.0-5.0, coke 8.5-10.5 [5]. The disadvantage of using this mixture is the relatively high content of phosphorus in the alloy.
Известен Способ получения низкофосфористых ферромарганца и силикомарганца из бедных марганцевых руд по крайней мере в двух последовательно расположенных агрегатах, включающих в себя непрерывную загрузку в первый агрегат шихты, состоящей из марганцевой руды, угля, металлической добавки, подачу кислорода, расплавление шихты и последующий нагрев по крайней мере в двух последовательно расположенных агрегатах, включающих в себя непрерывную загрузку в первый агрегат шихты, состоящей из марганцевой руды, угля, металлической добавки, подачу кислорода, расплавление шихты и последующий нагрев до заданной температуры, непрерывный раздельный выпуск шлака во второй агрегат и металла в изложницы, при этом в первый агрегат подают уголь и металлическую добавку в количестве, обеспечивающем восстановление фосфора до содержания его в шлаке менее 0,02%;A known method for producing low-phosphorus ferromanganese and silicomanganese from poor manganese ores in at least two sequentially arranged units, including continuous loading into the first unit of a charge consisting of manganese ore, coal, metal additives, oxygen supply, charge melting and subsequent heating at least at least in two sequentially arranged units, including continuous loading into the first unit of a charge consisting of manganese ore, coal, metal additives, oxygen supply, charge melting and subsequent heating to a predetermined temperature, continuous separate release of slag into the second unit and metal into molds at the same time, coal and a metal additive are supplied to the first unit in an amount that ensures the reduction of phosphorus to its content in the slag of less than 0.02%;
во второй агрегат для получения ферромарганца дополнительно подают известь для обеспечения основности шлака более 1,5 и металлическую добавку, осуществляют обработку шлака смесью кислорода и угля до получения конечного шлака с содержанием оксида марганца менее 9%, осуществляют раздельный выпуск шлака и ферромарганца;lime is additionally fed to the second unit for the production of ferromanganese to ensure the slag basicity of more than 1.5 and a metal additive, the slag is processed with a mixture of oxygen and coal to obtain the final slag with a manganese oxide content of less than 9%, the slag and ferromanganese are separately discharged;
в третий агрегат для получения силикомарганца подают шлак из первого агрегата и металлическую добавку, обрабатывают шлак смесью кислорода и угля до получения конечного шлака с содержанием оксида марганца менее 12%, осуществляют раздельный выпуск шлака и силикомарганца [6].slag from the first unit and a metal additive are fed into the third unit for the production of silicomanganese, the slag is treated with a mixture of oxygen and coal to obtain the final slag with a manganese oxide content of less than 12%, and the slag and silicomanganese are separately discharged [6].
Недостатком данного способа является необходимость использования нескольких агрегатов (конверторов), что приводит к повышенным потерям сплава; использование кислорода при окисления углеродистых восстановителей для повышения температуры в аппаратах необходимой для осуществления процессов восстановления.The disadvantage of this method is the need to use multiple units (converters), which leads to increased losses of the alloy; the use of oxygen in the oxidation of carbonaceous reducing agents to increase the temperature in the apparatus necessary for the implementation of reduction processes.
Известен способ производства малофосфористого углеродистого ферромарганца, включающий окомкование концентрата химобогащения, дробление и рассев кокса, дозирование и проплавление шихты в рудно-термической печи и выпуск металла и шлака, при этом концентрат химобогащения сначала смешивают с мелочью кокса и железной стружкой в соотношении (3,2-3,6):1:0,3 и с добавкой связующего брикетируют, а полученные брикеты смешивают с отвальным шлаком углеродистого ферромарганца от предыдущих выпусков и кусковым коксом в соотношении (4-5):1:0,05 и проплавляют, полученный металл отделяют от шлака, который после охлаждения и дробления возвращают в шихту последующих плавок [7]. Недостатком способа является необходимость дополнительной операции, связанной с брикетированием марганцевого сырья/.A known method for the production of low-phosphorus carbonaceous ferromanganese, including the pelletization of a chemical enrichment concentrate, crushing and screening of coke, dosing and melting of the charge in an ore-thermal furnace and the release of metal and slag, while the chemical enrichment concentrate is first mixed with coke fines and iron shavings in the ratio (3.2 -3.6): 1: 0.3 and with the addition of a binder they are briquetted, and the resulting briquettes are mixed with waste carbon ferromanganese slag from previous releases and lump coke in the ratio (4-5): 1: 0.05 and melted, the resulting metal separated from the slag, which, after cooling and crushing, is returned to the charge of subsequent heats [7]. The disadvantage of this method is the need for an additional operation associated with the briquetting of manganese raw materials/.
Известна шихта для выплавки силикомарганца, включающая марганецсодержащее сырье, коксик, кварцит и отсевы алюминиевого производства при соотношении компонентов, мас. %: марганецсодержащее сырье 54-86, коксик 6-16, кварцит 7-20, отсевы алюминиевого производства 1-10 [8]. Недостатком применения данной шихты в массовом производстве сплавов является незначительное количество отходов адюминиевого производства на рынке сырья и высокая степень перехода фосфора в сплав.Known charge for the smelting of silicomanganese, including manganese-containing raw materials, coke, quartzite and screenings of aluminum production at a ratio of components, wt. %: manganese-containing raw materials 54-86, coke 6-16, quartzite 7-20, screenings of aluminum production 1-10 [8]. The disadvantage of using this mixture in the mass production of alloys is a small amount of aluminum production waste on the raw material market and a high degree of phosphorus transfer to the alloy.
Наиболее близким по технической сути является шихта для производства углеродистого ферромарганца и ферросиликомарганца, состоящая из марганцевого концентрата, кокса, извести, металлической стружки, с последующей загрузкой ее в электропечь, нагрев до заданной температуры, расплавление шихты и раздельный выпуск из печи расплава шлака и металла [9].The closest in technical essence is the charge for the production of carbon ferromanganese and ferrosilicomanganese, consisting of manganese concentrate, coke, lime, metal shavings, followed by loading it into an electric furnace, heating to a predetermined temperature, melting the charge and separate discharge from the furnace of molten slag and metal [ nine].
По технической сущности, по наличию общих признаков, данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога. Недостатком применения указанной шихты являются высокие затраты электроэнергии на производство сплавов и высокая степень перехода примесей в сплав.According to the technical essence, according to the presence of common features, this technical solution is accepted as the closest analogue. The disadvantage of using this mixture is the high cost of electricity for the production of alloys and the high degree of transition of impurities into the alloy.
Задачей изобретения является повышение качества марганцевых сплавов: углеродистого ферромарганца и ферросиликомарганца.The objective of the invention is to improve the quality of manganese alloys: carbon ferromanganese and ferrosilicomanganese.
Техническим результатом является снижение содержания фосфора в углеродистом ферромарганце и ферросиликомарганце.EFFECT: reduced phosphorus content in carbon ferromanganese and ferrosilicomanganese.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Технический результат достигается за счет того, что в качестве шихты для получения ферромарганца и ферросиликомарганца с пониженным содержанием фосфора применяют шихту, включающую марганцевую руду и восстановители каменные угли с низкой степенью метаморфизма и высоким содержанием летучих веществ - длиннопламенные Д и/или бурый уголь Б2, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved due to the fact that as a charge for obtaining ferromanganese and ferromanganese with a low phosphorus content, a charge is used, including manganese ore and reducing agents, coal with a low degree of metamorphism and a high content of volatile substances - long-flame D and / or brown coal B2, with the following ratio of components, wt.%:
- для получения углеродистого ферромарганца - марганцевая руда 61,7-71,9; каменный уголь марки Д и/или бурый уголь марки Б2 21,9-33,0; стальная стружка 5,3-6,2;- to obtain carbon ferromanganese - manganese ore 61.7-71.9; coal grade D and/or brown coal grade B2 21.9-33.0; steel shavings 5.3-6.2;
- для получения ферросиликомарганца - марганцевая руда 45,8-53,3; каменный уголь марки Д и/или бурый уголь марки Б2 28,6-40,3; кварцит 7,2-8,3; доломит 6,6-7,8.- to obtain ferrosilicomanganese - manganese ore 45.8-53.3; coal grade D and/or brown coal grade B2 28.6-40.3; quartzite 7.2-8.3; dolomite 6.6-7.8.
Угли с высоким содержанием летучих веществ, более 40 мас. %, которые, благодаря присутствию в них СО, СН4, CnHm, Н2 имеет высокий восстановительный потенциал [10]. Летучие вещества в интервале температур от 20 до 1100°С выделяются из углей и, конденсируясь на поверхности кусков марганцевой руды, восстанавливают оксиды железа и фосфора.Coals with a high content of volatile substances, more than 40 wt. %, which, due to the presence of CO, CH 4 , C n H m , H 2 in them, has a high reduction potential [10]. Volatile substances in the temperature range from 20 to 1100°C are released from coals and, condensing on the surface of pieces of manganese ore, reduce iron and phosphorus oxides.
Так как температура плавления железоуглеродистого расплава (1200-1539°С) значительно выше температуры восстановления оксидов фосфора растворение фосфора в жидком расплаве происходит незначительное. Большая часть восстановленного фосфора, имея температуру испарения 257°С, удаляется из печи с газами, сгорает над колошником и улавливается установками очистки газов.Since the melting temperature of the iron-carbon melt (1200-1539°C) is much higher than the reduction temperature of phosphorus oxides, the dissolution of phosphorus in the liquid melt is negligible. Most of the reduced phosphorus, having an evaporation temperature of 257 ° C, is removed from the furnace with gases, burns over the top and is captured by gas purification installations.
Осуществление способа Испытания проводили в промышленной рудовосстановительной электрических печах, производящих углеродистый ферромарганец или ферросиликомарганец марки СМн17. Применяли предложенный состав шихты: марганцевая руда (состава мас. %: MnO2 63,6, Р2О5 0,34); в качестве восстановителя каменный уголь марки Д (длиннопламенный, состава мас. %: содержание золы 5,8; летучих веществ 42,4 включающих в себя: О2 - 2,36; СО2 10,73; СО 16,03; Н2 66,01; СН4 4,86, CnHm 1,12) и/или бурый уголь марки Б2 (состава мас. %: содержание золы 7,08; летучих веществ 48,0 включающих в себя: O2 0,22; CO2 11,47; СО 6,09; Н2 75,52; CnHm 0,65, СН4 6,64); для получения углеродистого ферромарганца применяли стальную стружку, а при получении ферросиликомарганца использовали кварцит и доломит.При получении ферросиликомарганца сравнивали показатели плавки с ранее применяемым в составе шихты каменным углем марки Τ (тощий, состава, мас. %: содержание золы 8,3; летучих веществ 10,8, включающих в себя: О2-0,5; СО2 2,84; СО 12,9; Н2 62,0; СН4 17,9). По завершении опытных плавок, проводили взвешивание продуктов плавок, определяли содержание фосфора в сплаве, степень извлечения фосфора в сплав. Результаты проведенных испытаний приведены в таблице 1.Implementation of the method Tests were carried out in industrial ore reduction electric furnaces producing carbon ferromanganese or ferrosilicomanganese grade SMn17. The proposed charge composition was used: manganese ore (composition wt %: MnO 2 63.6, P 2 O 5 0.34); as a reducing agent, grade D coal (long-flame, composition wt.%: ash content 5.8; volatile substances 42.4 including: O 2 - 2.36; CO 2 10.73; CO 16.03; H 2 66.01; CH 4 4.86, C n H m 1.12) and / or brown coal grade B2 (composition wt.%: ash content 7.08; volatile substances 48.0 including: O 2 0, 22; CO 2 11.47; CO 6.09; H 2 75.52; C n H m 0.65; CH 4 6.64); steel shavings were used to obtain carbonaceous ferromanganese, and quartzite and dolomite were used to obtain ferrosilicomanganese. 10.8, including: O 2 -0.5; CO 2 2.84; CO 12.9; H 2 62.0; CH 4 17.9). Upon completion of the experimental melts, the products of the melts were weighed, the phosphorus content in the alloy, the degree of extraction of phosphorus into the alloy were determined. The results of the tests carried out are shown in table 1.
На основе проведенных опытных плавок углеродистого ферромаоганца и ферросиликомарганца, с использованием в качестве восстановителей углей: каменного угля марки Д (длиннопламенный) и бурого угля марки Б2, достигнуто снижение содержания фосфора в сплавах и уменьшение степени извлечение фосфора в сплавы, как в отдельности каждого вида углей, так и в смеси углей. Комбинация восстановителей: кокс, кокс и угли, незначительно снижают степень извлечения фосфора в сплав (примеры 1, 2, 6, 7, 12). Незначительно снижает степень извлечения фосфора в сплав использование угля марки Т, имеющего небольшое содержание летучих веществ (пример 12). Оптимальными считаются восстановительная композиция каменный уголь марки Д и/или бурый уголь марки Б2, или различные соотношения этих углей (примеры 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11), которые снижают степень извлечения и количество фосфора в сплавах, при следующих соотношениях, мас. %:On the basis of the experimental melting of carbon ferromanganese and ferrosilicomanganese, using coal grade D (long-flame) and brown coal grade B2 as coal reducers, a decrease in the phosphorus content in alloys and a decrease in the degree of extraction of phosphorus into alloys, as separately for each type of coal, was achieved. , and in a mixture of coals. The combination of reducing agents: coke, coke and coal, slightly reduces the degree of extraction of phosphorus into the alloy (examples 1, 2, 6, 7, 12). Slightly reduces the degree of extraction of phosphorus in the alloy, the use of coal grade T, having a low content of volatile substances (example 12). The optimal composition is considered to be a reducing composition of grade D coal and / or brown coal of grade B2, or various ratios of these coals (examples 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11), which reduce the degree of extraction and the amount of phosphorus in the alloys, with the following ratios, wt. %:
для получения углеродистого ферромарганцаto obtain carbon ferromanganese
- марганцевая руда 61,7-71,9;- manganese ore 61.7-71.9;
- каменный уголь марки Д и/или бурый уголь марки Б2 21,9-33,0;- coal grade D and/or brown coal grade B2 21.9-33.0;
- стальная стружка 5,3-6,2;- steel shavings 5.3-6.2;
для получения ферросиликомарганцаto obtain ferrosilicomanganese
- марганцевая руда 45,8-53,3;- manganese ore 45.8-53.3;
- каменный уголь марки Д и/или бурый уголь марки Б2 28,6-40,3;- coal grade D and/or brown coal grade B2 28.6-40.3;
- кварцит 7,2-8,3;- quartzite 7.2-8.3;
- доломит 6,6-7,8.- dolomite 6.6-7.8.
Применение данного состава шихты позволяет снизить степень извлечения фосфора в сплавы.The use of this charge composition makes it possible to reduce the degree of extraction of phosphorus into alloys.
Положительный эффект достигается без использования дополнительного оборудования для получения сплавов марганца.A positive effect is achieved without the use of additional equipment for the production of manganese alloys.
ИНФОРМАЦИЯINFORMATION
1. Рысс М.А Производство ферросплавов, М., Металлургия, 1985. С. 157-175.1. Ryss M.A. Production of ferroalloys, M., Metallurgy, 1985. S. 157-175.
2. Патент RU №2594997, С22В 1/11, С22В 47/00, опубл. 2016.08.20.2. Patent RU No. 2594997, S22V 1/11, S22V 47/00, publ. 2016.08.20.
3. Патент RU №2456363, С22С 33/04, опубл. 2012.97.20.3. Patent RU No. 2456363, C22C 33/04, publ. 2012.97.20.
4. Патент RU №2697681 С22С 33/04, опубл. 2019.08.16.4. Patent RU No. 2697681 С22С 33/04, publ. 2019.08.16.
5. Патент RU №2023042, С22С 33/04, опубл. 1994.11.15.5. Patent RU No. 2023042, C22C 33/04, publ. 1994.11.15.
6. Патент RU №2198235, С22С 33/04, опубл. 2003.02.10.6. Patent RU No. 2198235, C22C 33/04, publ. 2003.02.10.
7. Патент RU №2 033 455, С22С 33/04, опубл. 1995.04.20.7. Patent RU No. 2 033 455, C22C 33/04, publ. 1995.04.20.
8. А.с. SU №1047982, С22С 33/04, опубл. 1983.10.15.8. A.s. SU No. 1047982, C22C 33/04, publ. 1983.10.15.
9. Толстогузов Н.В. Теоретические основы и технология плавки кремнистых и марганцевых сплавов, М., Металлургия, 1992, С. 198-209.9. Tolstoguzov N.V. Theoretical foundations and technology of melting silicon and manganese alloys, M., Metallurgy, 1992, S. 198-209.
10. Калиакпаров А.Г., Никитин Г.Н. Теоретические предпосылки совмещения процессов обжига оксидов железа и пиролиза твердого топлива. // Актуальные проблемы электрометаллургии стали и ферросплавов. Сборник трудов юбилейной Всероссийской научно-практической конференции. СибГИУ. - Новокузнецк, 2001. - С. 234-237.10. Kaliakparov A.G., Nikitin G.N. Theoretical prerequisites for combining the processes of roasting iron oxides and pyrolysis of solid fuels. // Actual problems of electrometallurgy of steel and ferroalloys. Collection of proceedings of the anniversary All-Russian scientific and practical conference. SibGIU. - Novokuznetsk, 2001. - S. 234-237.
Claims (10)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2788459C1 true RU2788459C1 (en) | 2023-01-19 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1002390A1 (en) * | 1981-06-12 | 1983-03-07 | Институт Металлургии Им.А.А.Байкова | Charge for smelting low-phosphorous carbonaceous ferromanganase |
| RU2047664C1 (en) * | 1992-07-20 | 1995-11-10 | Никопольский государственный завод ферросплавов | Silicomanganese smelting burden |
| RU2125112C1 (en) * | 1989-06-02 | 1999-01-20 | Си-Ар-Эй Сервисиз Лимитед | Method of producing ferroalloy |
| KR100363608B1 (en) * | 2000-12-26 | 2002-12-05 | 동부한농화학 주식회사 | Method of low-carbon ferromanganese(LCFeMn) manufacturing by recycling dust containing manganese |
| RU2449038C1 (en) * | 2010-09-23 | 2012-04-27 | УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИИ УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН (ИМЕТ УрО РАН) | Charge for smelting ferrosilicomanganese |
| RU2644637C2 (en) * | 2016-06-28 | 2018-02-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method and charge for production of nitrated silico-manganese in arc ore-thermal furnace |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1002390A1 (en) * | 1981-06-12 | 1983-03-07 | Институт Металлургии Им.А.А.Байкова | Charge for smelting low-phosphorous carbonaceous ferromanganase |
| RU2125112C1 (en) * | 1989-06-02 | 1999-01-20 | Си-Ар-Эй Сервисиз Лимитед | Method of producing ferroalloy |
| RU2047664C1 (en) * | 1992-07-20 | 1995-11-10 | Никопольский государственный завод ферросплавов | Silicomanganese smelting burden |
| KR100363608B1 (en) * | 2000-12-26 | 2002-12-05 | 동부한농화학 주식회사 | Method of low-carbon ferromanganese(LCFeMn) manufacturing by recycling dust containing manganese |
| RU2449038C1 (en) * | 2010-09-23 | 2012-04-27 | УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИИ УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН (ИМЕТ УрО РАН) | Charge for smelting ferrosilicomanganese |
| RU2644637C2 (en) * | 2016-06-28 | 2018-02-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method and charge for production of nitrated silico-manganese in arc ore-thermal furnace |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2271396C2 (en) | Hearth melting furnace and method of its operation for production of iron or steel | |
| JPH0827507A (en) | Production of sponge iron of low sulfur content | |
| Holtzer et al. | The recycling of materials containing iron and zinc in the OxyCup process | |
| CN102191348B (en) | Technological method and device for producing high-grade nickel and stainless steel by using oxidized pellet method | |
| KR101189182B1 (en) | Method for separating vanadium from vanadium-containing melt | |
| US5980606A (en) | Method for reducing sulfuric content in the offgas of an iron smelting process | |
| RU2788459C1 (en) | Charge for producing manganese ferroalloys | |
| AU674107B2 (en) | Method for producing high-grade nickel matte from at least partly pyrometallurgically refined nickel-bearing raw materials | |
| CN102181776A (en) | Technique and device for producing high-grade nickel and stainless steel by reduction pelletization | |
| Chatterjee | Hot metal production by smelting reduction of iron oxide | |
| RU2541239C1 (en) | Processing method of iron-containing materials in two-zone furnace | |
| US3832158A (en) | Process for producing metal from metal oxide pellets in a cupola type vessel | |
| JPS61104013A (en) | Method for recovering iron contained in molten steel slag | |
| US2581597A (en) | Process for the reduction of iron ores and the like by carbon | |
| RU2697681C1 (en) | Method of processing manganiferous raw material | |
| RU2380633C1 (en) | Duplex-furnace for smelting of manganese alloys from ferrimanganese bases and concentrates and anthropogenic wastes of metallurgy | |
| RU2639396C1 (en) | Method for pyrometallurgical processing of oxidized nickel ore | |
| JP2009079257A (en) | Method for producing molten steel | |
| KR101189183B1 (en) | Recovery method of valuable metals from spent petroleum catalysts | |
| SU789619A1 (en) | Method of processing zinc-containing dust in blast furnace and steel smelting production | |
| US4957546A (en) | Direct steelmaking process from 100% solid charge of multiple reducing and oxidizing alternating periods | |
| RU2213788C2 (en) | Method of steel-making in electric-arc furnace | |
| JPS5959818A (en) | Steel making method | |
| RU2217505C1 (en) | Method of processing nickel-bearing iron ore raw material | |
| JP3470523B2 (en) | Converter converter refining method for steel |