SU1640192A1 - Способ производства бесфосфористого углеродистого ферромарганца - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области черной металлургии и может быть использовано при производстве ферросплавов . Целью изобретени   вл етс  повышение извлечени  марганца в металл и уменьшение расхода электроэнергии . Способ включает дозирование, непрерывную загрузку в рудно-терми- ческую электропечь шихты, состо щей из марганцевого концентрата химического обогащени , кокса и железной стружки, проплавление шихты, периодический выпуск металла и шлака. Перед началом загрузки шихты на подине печи расплавл ют шпак производства углеродистого ферромарганца флюсовым способом с образованием сло  шлака высотой 0,3-0,4 м, затем па его поверхность загружают кокс с образованием сло  высотой 0,05-0,10 м. Шпак выпускают через шпаковую летку отдельно от металла в количестве, обеспечивающем поддержание указанной высоты его сло . Применение способа позвол ет увеличить извлечение марганца в металл на 11-15% и снизить удельный расход электроэнергии на выплавку ферромарганца на 400- 500 кВт-ч/т. 1 табл. и

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии и может быть использовано при производстве ферросплавов.

Целью изобретени   вл етс  повышение извлечени  марганца в металл и уменьшение расхода электроэнергии.

Предлагаемый способ производства бесфосфористого углеродистого ферромарганца включает дозирование, непрерывную загрузку в руднотермическую электропечь шихты, состо щей из марганцевого концентрата химического обогащени , кокса и железной стружки ; проплавление шихты, периодический выпуск металла и шлака, при этом перед началом загрузки шихты на подине печи расплавл ют шлак производства углеродистого ферромарганца флюсовым способом с образованием сло  шлака высотой 0,3-0,4 м, затем на его поверхность загружают кокс с.образованием сло  высотой 0,05- 0,10 м, а шлак выпускают через шлаковую летку отдельно от металла в количестве, обеспечивающем поддержание указанной высоты его сло .

В печи перед началом загрузки шихты расплавл ют шлак от плавки феррою

марганца флюсовым способом состава,% tin 10-15, SiO 29-33, СаО 35-40, HgO 2-3, A1Z03 5-8. Шпак берут столько, что он после расплавлени  образует в печи слой расплава толщиной 0,3-0,4 м, что соответствует толщине сло  шлака, необходимой дл  оптимального протекани  предлагаемого способа

Слой шпака указанной толщины (0,3 0,4 м) и состава обеспечивает в соответствии с принципом Микулинского температурный режим процесса, определ ющийс  температурой плавлени  шлака на уровне 1450-1550°С, который  вл етс  оптимальным дл  восстановлени  марганца из богатых концентратов .

Спой меньшей и большей толщины не позвол ет поддерживать в печи нужный температурный режим. Это увеличивает и удельные потери марганца и расход электроэнергии. Вместе с этим уменьшаетс  стойкость угольной футеровки печи.

Так, при слое шлака меньше 0,3 м увеличиваетс  количество тепла, выдел ющегос  в слое металла. Это приводит к его перегреву, повышает расход электроэнергии и потери марганца испарением. Одновременно с этим в результате повышени  температуры металла возрастает растворимость углерода в ферромарганце и угольна  футеровка печи быстро разрушаетс .

При слое шлака больше 0,4 м металл становитс  холодным, а дол  тепла, выдел ющегос  в коксовой подушке , становитс  излишне высокой, что также увеличивает и потери испарением и со шлаком.

После полного расплавлени  шлака на его поверхность задаетс  кокс в таком количестве, чтобы вс  его поверхность была покрыта слоем кокса толщиной 0,05-0,10 м. Слой меньше 0,05 м трудно сохранить в услови х непрерывной плавки. В результате этого увеличиваетс  глубина посадки электродов, металл на подине печи перегреваетс , а шлак становитс  холодным . В результате потери марганца и расход электроэнергии повышаютс . Слой кокса больше 0,10 м приводит к уменьшению глубины посадки электродов из-за увеличени  доли тока, протекающей через коксовой слой, что по

:

15

20

25

вышает температуру процесса и увеличивает относительную долю потери марганца .

После этого загружают шихту состава, %i концентрат химобогащени  72-73,5, железна  стружка 6,0-6,5, кокс 20-21,5.

При такой загрузке концы электро- JQ дов посто нно наход тс  в слое шлака, что полностью исключает дуговой режим плавки и потери металла испарением. Шлак указанного состава имеет температуру плавлени  «1400-1500°С, что определ ет температуру в печи в пределах 1450-1550°С. Несколько большей (1550-1600 С) будет температура в слое кокса, отдел ющего жидкий шлак от твердой шихты указанного состава. В результате этого восстановление марганца углеродом из концентрата химообогащени  происходит в основном из твердой шихты. В шлак переходит и, следовательно, восстанавливаетс  из шлака лишь незначительна  часть оксидов марганца из концентрата. Последнему способствует низкое содержание SiOЈ в шихте, а также и то, что основна  часть шихты отделена от шлакового расплава слоем кокса. Концентраци  оксидов марганца в шлаке поэтому посто нна и близка к равновесной дл  1450-1550°С.

Выпуск металла при предлагаемом способе плавки производитс  по мере его накоплени  в печи через выпускное отверстие, расположенное ниже нижнего уровн  шлака. Шлак выпускают из печи через шлаковую летку отдельно от металла. При этом шлак выпускают из печи лишь в таком количестве, которое образуетс  за счет внесени  шлакообразующих оксидов концентрата химобогащени  и кокса шихты (это количество зависит от химсостава концентрата кокса и в каждом конкретном случае определ етс  расчетом материального баланса). Таким образом , поддерживают в печи посто нную высоту сло  шихты, равную 0,3-0,4 м. 50

Так, если ферромарганец (, Si 0,2-1,0%) плавитс  из концентрата с содержанием 59-64% Мп и 0,5-1,0/Ј среднем расходе кокса К 420 кг/т (Ас 13%, 5Юез,д(52%) на тонну сплава образуетс  лишь 50- 128 кг шлака (Si02- 30%) (кратность шлака 0,05-0,13 т/т). Поэтому с вы30

35

40

45

пуском из печи 63 МВД 50-58т («8 м ферромарганца (при четырех выпусках в смену) выпускают в среднем лишь й4,5 т («1,5 м3) шпака. Это количество шлака выпускают из печи чере специальную шлаковую летку 2-3 раза в сутки.

В результате этого печь работает с посто нным количеством шпака тол- шиной сло  0,3-0,4 м.

Пример. Плавку провод т в лабораторной электропечи мощностью 100 кВА с подовым электродом. Печь разогревают на коксе (4 ч), а за- тем на шпаке (л/2 ч), после чего шлак из печи выпускают. В подготовленной таким образом печи проведены опытные плавки 1-5.

В печь загружают отвальный шпак флюсовой плавки ферромарганца в количестве 28, 42, 49, 56 и 84 кг соответственно , что соответствует толщине буферного сло  расплава шлака в печи 0,2, 0,3, 0,35, 0,4 и 0,6 м

при составе шлака, мас.%: МпО 18,5, Si02 29,6, СаО 38,3, MgO 2,8, Л1а03 6,7.

После расплавлени  этого шлака на поверхность его загружают кокс

20, 35, 50, 70 и 85 кг соответственно плавкам 1-5, что обеспечивает толщину его сло  на поверхности шпака 0,03, 0,05, 0,07, 0,10 и 0,12 м соответственно.

После этого загружают шихту состава , кг: концентрат хлоркальциевого обогащени  10, кокс 2,8, железна  стружка 0,8. После проплавлени  100 кг шихты металл и шпак выпускают остатки шихты из печи выгружают и анализируют.

Результаты плавки приведены в таблице.

Как видно из результатов, представленных в таблице, предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает путем одностадийной плавки получение малофосфористого ферромарганца с низким содержанием фосфора 0,025-0,03% (против 0,04%)

Q

0 5

о

0

5

0

5

и достижение высокого извлечени  марганца в сплав (91-95%) с учетом 3% потерь металла (плавки 2-4) при разливке, дроблении и тому подобное (против 80% при двухстадийной технологии по способу ИМЕТ). Кроме того (плавки 1 и 5) уменьшение или увеличение толщины сло  шлака и кокса относительно оптимальных пределов ухудшает показатели плавок.

Применение предлагаемого способа по сравнению с известным стабилизирует тепловой режим работы печи - колебани  температур в печи составл ет ±5°С, обеспечивает высокое извлечение марганца в сплав при одностадийной плавке, что позвол ет сократить расход электроэнергии, а также за счет увеличени  выхода металла при плавке на 30% снижаетс  содержание фосфора в сплаве, понижаетс  расход электроэнергии на 400- 500 кВт ч/т и увеличиваетс  извлечение марганца на 11-15%.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ производства бесфосфористого углеродистого ферромарганца, включающий дозирование, непрерывную загрузку в руднотермичес.кую электропечь шихты, состо щей из марганцевого концентрата химического обогащени  кокса и железной стружки, проплав- ление шихты, периодический выпуск металла и шлака, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что, с целью повышени  извлечени  йарганца в металл и уменьшени  расхода электроэнергии, перед началом загрузки шихты на подине печи расплавл ют шлак производства углеродистого ферромарганца флюсовым методом с образованием сло  шлака высотой 0,3-0,4 м, затем на его поверхность загружают кокс с образованием сло  высотой 0,05-0,10 м, а шлак выпускают через шлаковую летку отдельно от металла в количестве, обеспечивающем поддержание указанной высоты его сло .