ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОСИЛИКОМАРГАНЦА
CHARGE FOR OBTAINING FERROSILICOMANGANESE

Область техники
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке ферросиликомарганца и других сплавов марганца, получаемых восстановительной плавкой в рудовосстановительных электрических печах.
Уровень техники
Ферросиликомарганец производят в электрических печах, применяют в качестве шихты марганцевые руды, кварцит, восстановитель-кокс, в качестве флюса-доломит. (Гасик М.И., Лякишев Н.П. Теория и технология электрометаллургии ферросплавов. М., «СП ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ», 1999, С. 366, 373).
Известна шихта для выплавки силикомарганца (патент РФ №2047664, С22С 33/04, опубл. 1995.11.10), содержащая углеродистый восстановитель, кварцит, отходы производства и марганецсодержащее сырье; в качестве марганецсодержащего сырья она содержит марганцевый агломерат с отношением фосфора к марганцу 0,0035-0,005 при следующем соотношении компонентов, мас. %: углеродистый восстановитель 12-18, кварцит 11-14, отходы производства 0,1-5,0, марганцевый агломерат, с отношением фосфора к марганцу 0,0035-0,005, 63,0-76,9. Недостаток указанного способа: использование марганцевого агломерата повышенной чистоты по содержанию фосфора, что создает проблемы в экономике производства марганцевых сплавов.
Известна шихта для выплавки ферросиликомарганца в дуговых электропечах (патент РФ №2449038, С22С 33/04, опубл. 2012.04.27), содержащая марганцевое сырье, углеродистый восстановитель и флюс, а в качестве марганцевого сырья она содержит шлак производства марганцевых ферросплавов и дополнительно ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас. %: углеродистый восстановитель (кокс) 3-10, флюс (известняк) 7-20, ферросилиций 1-7, шлак производства марганцевых ферросплавов - остальное, извлечение марганца составляет 81-82 мас. %. Недостаток способа, в использовании в качестве восстановителя ферросилиция, стоимость, которого значительно выше стоимости углеродистых восстановителей.
Известна шихта для выплавки силикомарганца, включающая, мас. %: марганцевую руду 68,08; ангарский полукокс 24,48; известняк 2,72; кварцит 4,77. Извлечение марганца в сплав, при использовании данного состава шихты, составило 77,58 мас. %. (Совершенствование технологии производства марганцевых сплавов: материалы 2-й Грузинской республиканской научно-технической конференции, Тбилиси, 1978, С. 226-230).
По технической сущности, по наличию общих признаков, данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога.
Недостатком данного способа является невысокая степень извлечения марганца в сплав, повышенными потерям сплава со шлаком и с отходящими газами.
В основу изобретения положена задача, направленная на повышение технико-экономических показателей восстановительной плавки силикомарганца.
Техническим результатом является повышение степени извлечения марганца в сплав.
Сущность изобретения
Технический результат достигается за счет того, что в качестве восстановителя при получении силикомарганца вместо кокса (полукокса) применяли каменные угли, марок тощие и/или длиннопламенные, которые обладают более высокой реакционной способностью, в 3-8 раз выше, чем кокс, при следующем соотношении компонентов, мас. %: марганцевая руда 55,3-60,1;каменный уголь марки Т 0-20,5 и/или марки Д 0-28,6; кварцит 8,3-9,6; доломит 7,8-10,1.
Использование более активных восстановителей повышает степень перехода марганца в сплав, уменьшает потери марганца со шлаком и с отходящими газами.
Осуществление способа
Испытания проводили в промышленной рудовосстановительной электрической печи, производящий ферросиликомарганец марки СМн17, применяя предложенный состав шихты: марганцевая руда, в качестве восстановителя каменные угли марок Т (тощие) и/или Д (длиннопламенные). По завершении опытных плавок, проводили взвешивание продуктов плавок, определяли степень извлечения марганца в сплав, учитывали потери марганца со шлаком и отходящими газами.
Пример 1. Типичная шихта для получения ферросиликомарганца, в состав которой которая входят: марганцевая руда, кокс, кварцит, флюс (доломит), при соотношении компонентов:
Показатели плавки ферросиликомарганца с использованием шихты данного состава: извлечение марганца в сплав составило 76,95 мас. %; потери марганца со шлаком 13,31 мас. %; потери марганца с отходящими газами 9,6 мас. %.
Пример 2. В печи для получения ферросиликомарганца проплавляли шихту, с использованием в качестве восстановителей: кокс 50%, каменный уголь марки Т 50% (по количеству углерода в композиции восстановителей), следующего состава:
После взвешивания продуктов плавки и расчета распределения марганца по продуктам плавки получили следующие результаты: извлечение марганца в сплав составило 79,36 мас. %; потери марганца со шлаком составили 10,7 мас. %; улет марганца с отходящими газами составил 9,6 мас. %.
Пример 3. В печи проплавляли шихту, с использованием в качестве восстановителя каменный уголь марки Т, следующего состава для получения ферросиликомарганца:
После взвешивания продуктов плавки, выполнили расчет распределения марганца по продуктам плавки. Извлечение марганца в сплав составил 86,62, мас. %; потери марганца со шлаком 8,3 мас. %; улет марганца с газами составил 4,9 мас. %.
Пример 4. В печи проплавляли шихту для получения ферросиликомарганца состава, в котором использовали восстановитель, состоящий из кокса и каменного угля марки Д при соотношении углерода, вносимого восстановителями: кокс 68 мас. %, каменный уголь марки Д 32 мас. %:
После выпуска расплава из печи, взвешивания продуктов плавки, выполнили расчет распределения марганца по продуктам плавки. Извлечение марганца в сплав составило 80,4 мас. %; потери марганца со шлаком составили 10,6 мас. %; потери марганца с отходящими газами составили 8,2 мас. %.
Пример 5. В рудовосстановительной печи проплавляли шихту для получения ферросиликомарганца следующего состава с использованием в качестве восстановителей: кокс 25%, каменный уголь марки Д 75% (по количеству внесенного углерода в композиции восстановителей):
После взвешивания продуктов плавки, выполнили расчет распределения марганца по продуктам плавки. Извлечение марганца в сплав составило 80,9 мас. %; потери марганца со шлаком - 11,1 мас. %; улет марганца с газами составил 7,6 мас. %.
Пример 6. В печи проплавляли шихту для получения ферросиликомарганца следующего состава: с использованием в качестве восстановителя каменный уголь марки Д:
После взвешивания продуктов плавки, выполнили расчет распределения марганца по продуктам плавки. Извлечение марганца в сплав составило 87,23 мас. %, потери марганца составили: со шлаком 8,03 мас. %, с газами 4,6 мас. %.
Пример 7. В печи выплавляли ферросиликомарганец на шихте следующего состава с использованием в качестве восстановителей: каменный уголь марки Т 50%, каменный уголь марки Д 50% (по количеству внесенного углерода в композиции восстановителей):
После взвешивания продуктов плавки, выполнили расчет распределения марганца по продуктам плавки. Извлечение марганца в сплав составило 86,3 мас. %; потери марганца со шлаком - 8,1 мас. %; улет марганца с газами - 5,4 мас. %.
Пример 8. В печи проплавляли шихту следующего состава для получения ферросиликомарганца с использованием в качестве восстановителей: каменный уголь марки Т 75%, каменный уголь марки Д 25% (по количеству внесенного углерода в композицию восстановителей каждым видом угля):
После взвешивания продуктов плавки, выполнили расчет распределения марганца по продуктам плавки. Извлечение марганца в сплав составило 85,14 мас. %; потери марганца со шлаком составили 8,5 мас. %; улет марганца с газами составил 6,2 мас. %.
На основе проведенных опытных плавок ферросиликомарганца, с использованием в качестве восстановителей каменных углей марок Т (тощий) и Д (длиннопламенный) получена более высокая степень извлечения марганца в сплав как в смеси каменных углей, так в отдельности каждой марки угля. Комбинация восстановителей кокс и каменные угли незначительно повышается степень извлечения марганца (примеры 2, 4-5). Оптимальными считаются восстановительная композиция каменный уголь марок Т и/или Д, или различные соотношения этих углей (примеры 3, 6-8), при следующих соотношениях, мас. %:
марганцевая руда
55,3-60,1
каменный уголь марки Т и/или марки Д
20,5-28,6
кварцит
8,2-9,6
доломит
7,8-10,1
Применение данного состава шихты позволяет повысить степень извлечения марганца в сплав и улучшить технико-экономические показатели плавки ферросидикомарганца.
Информация:
1. Гасик М.И., Лякишев Н.П. Теория и технология электрометаллургии ферросплавов. М., «СП ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ», 1999.
2. Патент РФ №2047664, С22С 33/04, опубл. 1995.11.10.
3. Патент РФ №2449038, С22С 33/04, опубл. 2012.04.27.
4. Совершенствование технологии производства марганцевых сплавов: материалы 2-й Грузинской республиканской научно-технической конференции, Тбилиси, 1978,