(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ УГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОМАРГАНЦА
Изобретение относитс к черной металлургии ., а именно к производству ферросплавов . Известен способ получени углеродистого ферромарганца, включающий выплавку сплава одностадийным флюсовым процессом из смеси фосфористых марганцевых руд и марганцовистого железистого конвертерного шлака, вз тых в отношении 3: 1 1. Недостатками известного способа вл ютс низка производительность процесса в результате использовани в шихте марганцевой руды, содержащей марганец в виде высших окислов; низкое извлечение марганца в сплав, вызванное снижением активности закиси марга ца, в результате плохого растворени извести в шлаковом расплаве при применении в качестве флюса конвертерного шлака; повыщенный расход кокса, обусловленный необходимостью восстановлени марганца из соединений, в которых марганец имеет валентность выше двух. Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ получени -углеродистого ферромарганца флюсовым процессом из низкоосновного марганцевожелезистого агломерата , заключающийс в загрузке в электропечь смеси шихтовых компонентов, содержащей кроме агломерата известн к, кокс и железный концентрат, плавление за .один приём в электропечи всей шихтовой смеси, восстановление марганца и кремни и выпуск металла и шлака в ковш. Применение низкоосновного агломерата вместо неподготовленных марганцеворудных шихтовых компонентов повышает извлечение марганца на 1, и снижает удельный расход электроэнергии на 400 кВтч 2J. Недостатками способа вл ютс низка производительность печи; высокий расход электроэнергии, обусловленный необходимостью обжига известн ка; низкое извлечение марганца, ввиду низкой активности закиси марганца в иизкоосновном агломерате (в нем 25 -30°/о свободных окислов марганца , остальной марганец находитс в виде силикатов). Цель изобретени -ч повышение извлечени марганца и производительности электропечи . ., Поставленна цель достигаетс тем, что в известном-способе включающем проплавление марганцевого агломерата, восстановление марганца и кремни из агломерат твердым углеродом в одНой печи, совместнЕ й выпуск продуктов плавки, .восстановление окислов марганца и кремни .в электропечи ведут вначале из низкоосновного агломерата {основностью 0,5- 1,0) без флюса до получени кремнистого сплава (6-10% Si). После получени кремнистого сплава в печь загружают высокоосновный марганцевый агломерат (основностью 1,5 - 3,0), проплавл ют его совместно с кремнистым сплавом . При этом из высокоосноБНОго агломерата йолучаетс высокоосновный марганцевый шлак, содержащий 14 - 15% Мп, которым рафини руетс кремнистый сплав в электропечи впроцессе выдержки сплава и их совместного выпуска до содержани кремни в конечном углеродистом ферромарганце от 2 до 8%. Этот технологический прием обеспечивает более эффективное использование электрической мощности трансформатора за работы печи на более высоких ступен х напр жени при проплавлении низкоосновного агломерата и возможность введени в шихту избытка восстановител , так как кислые шлаки обладают меньшей электропроводностью , чем основные. Использование высокоосновного агломерата вместо известн ка уменьшает кратность шлака с 2,5 до 1,7 - 1,8. В целом это. позвол ет увеличить переход марганца в сплав до 81% вместо 74% по известному способу, уменьшить удельный расход электроэнергии и кокса. Таким образом, сущность изобретени состоит в том, что в нем осуществл етс интенсивный процесс восстановлени марганца и кремни с получением силикомарганца на первой стадии плавки в электропечи и последующем получении низкокремнистого ферромарганца и основного марганцевого шлака, которым силикомарганец рафинируетс от кремни в процессе выдержки в электропечи и на выпуске при смешении продуктов плавки. Общее расходное соотношение низкоосновного и высокоосновного агломератов определ етс расчетны.м путем исход из их исходной основности и необходимости получени основности конечного шлака равной 1,1 - 1,3, что позволит регулировать содержание кремни в конечном углеродистом ферромарганце от 2 до 8%. Введение процесса выплавки углеродистого ферромарганца на смеси низкоосновного и высокоосновного агломерата обеспечивает улучшение хода технологического процесса по следующим причинам. Оптимальной основностью шлака при производстве углеродистого ферромарганца флюсовым процессом вл етс отношение CaO/SiO4 1,1 - 1,3. Увеличение и понижение этой величины отрицательно сказываетс на извлечении марганца. 6 первом случае, резко увеличиваетс в зкость шлаков, в которых запутываетс большое количество корольков металла, во-вторых, снижаетс активность закиси марганца, ввиду образовани силикатов марганца (МпО SiO и 2МпО SiO .), восстановление марганца из которых затруднено . Проведенные опыты по получению офлюсованного марганцового агломерата основностью 1,1-1,3 показали, что их механическа прочность при длительном хранении на воздухе и, самое важное, при нагреве в электропечи снижаетс и на колошнике печи агломерат представл ет из себ продукт разложени офлюсованного марганцевого агломерата, который ухудшает газопроницаемость шихты, это приводит к образованию свищей выбросов шихты из,-под электродов, слеканйю колошника. Особенностью высокоосновного агломерата (1,5 - 3,0) вл етс более полное усвоение извести в нем, а также наличие св зки, представл ющей собой силикатную составл ющую по своему составу близкую к двухкальциевому силикату, в решетке которого наход тс окислы марганца и железа, что, по-видимому, и вл етс причиной более высокой стойкости высокоосновного марганцевого агломерата на воздухе и в электропечи при воздействии высоких температур. Низкоосновной агломерат (0,5-1,0) имеет высокую механическую прочность во всем температурном интервале, что обеспечиваетс образованием весьма прочного каркаса из силикатов марганца и железа. Ведение процесса выплавки углеродистого ферромарганца постадийно на низкоосновном и высокоосновном агломерате позвол ет сохранить высокую механическую и термическую прочность марганцевого сырь , поддержива основность конечного шлака на оптимальном уровне 1,1 - 1,3. Исследование кинетики восстановлени , марганца и кремни из агломератов позволило установить, что в.осстановление марганца из высокоосновного марганцевого агломерата протекает быстрее и в большей степени с получением низкокремнистого ферромарганца , в то врем как, из низкоосновного агломерата восстановление марганца и кремни происходит с получением низкоуглеродистого силикомарганца. Это положительный факт, поскольку восстановление кремни из низкоосновного агломерата интенсифицирует процесс получени углеродистого ферромарганца за счет последующего рафинировани кремни силикомарганца основным шлаком. Экспериментальную проверку разработанного способа осуществл ли в крупнолабораторной печи мощностью 100 кВА. Пример 1. В электропечь непрерывно загружали низкоосновный агломерат основностью 0,5 в количестве 10 кг совместно с коксом навеской 2 кг, проплавл ли и получали высококремнистый ферромарганец, состава: 74,50/0 Мп, 6,2 Si, 4,89/о С, 0,38% Р. Затем высокоосновный агломерат в количестве 10 кг и 1,5 кг кокса проплавл ли совместно с кремнистым ферромарганцем. В результате послойного проплавлени низкоосновного и высокоосновного агломерата с избытком и недостатком восстановител был получен ферромарганец, состава: 79% Мп, 2,1 «/о Si, 6,3% С, 0,38% Р. Извлечение марганца составило 80,5%. Кратность шлака - 1,8. Содержание марганца в Отвальном шлаке - 6,5%.
Восстановление марганца и кремни вначале из низкоосновного марганцевого агломерата с получением кремнистого сплава с последующим введением в печь высокоосновного марганцевого агломерата и проплавлением с ним полученного кремнистого сплава снизило кратность шлака, повысило извлечение марганца и производительность печи по сравнению с непрерывной плавкой низкоосновного агломерата (см. табл.).
Пример 2. В той же печи проплавили :месь низкоосновного агломерата, извести, кокса и железной стружки. Извлечение марганца при непрерывной загрузке шихты посто нного .состава составл ло 73,4%, содержание марганца в шлаке - 8,5%, кратность шлака - 2,5.
Пример 3. Аналогичен примеру 2, но непрерывно проплавл ли высокоосновной агломерат с коксом и железной стружкой. Вследствие высокой в зкости шлака процесс вынуждены были прекратить. При этом имели высокие потери металла в виде корольков
Извлечение марганца составл ло 68%, кратность шлака - 2,7.
Анализ приведенных примеров осуществлени предлагаемого способа показывает преимущества предлагаемого по сравнению с известным по извлечению марганца и производительности печи.