Способ выплавки марганцевых ферросплавов

. а; ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕ ЛЬСТВ 02 юл. У 1вский металлургич А,Г.Гриншпунт,Кашкуль,Г.Ганцеровский видетельство СССР21 С 7/00, 1972.детельство СССР22 В 47/00., 1984. носится к черной Изобретени подготови выплавк частности таллурги тся повыснижение е и удельи за счет ения шихсод ног ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИ(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ МАРГАНЦЕВЫХФЕРРОСПЛАВОВ(57) Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к подготовке марганцеворудного сырья и выплавке ферросплавов, Целью изобретенияявляется повьппение извлечения марганца, снижение содержания фосфорав сплаве и удельного расхода электроэнергии за счет повьппения электрое марганцеворудного сырьяерросплавов.Целью изобретения являение извлечения марганцаержания фосфора в сплао расхода электроэнергиовышения электросопротивл ты.Предлагаемый способ выплавки марганцевых ферросплавов включает наг 2сопротивления шихты. Способ выплавки марганцевых ферросплавов включает нагрев шихты, содержащей марганцеворудное сырье и восстановитель, загрузку шихты в электропечь и плавку. В качестве восстановителя при нагреве шихты используют карбиды кремния с углеродом в количестве, обеспечивающем отношение в шихте карбида кремния к марганцу 0,01-0,15. Нагрев шихты осуществляют со скоростью 100- 200 С/мин до температуры 800 С и со скоростью 30-75 С/мин до температуры размягчения марганцеворудного сырья. Выплавку ферросплавов производят при остаточном содержании 0,1-3,0% карбида кремния и 0,1-3,0% углерода в шихте, Использование способа позволяет уменьшить содержание фосфора в сплаве на 2-9%, снизить удельный расход электроэнергии на выплавку сплава на 40-80 кВт ч/т, увеличить извлечение марганца в сплав на 0,4-4,0% и повысить электросопротивление шихть 1 табл. рев шихты, содержащей марганцеворудное сырье, восстановитель, загрузкушихты в электропечь и плавку, приэтом в качестве восстановителя принагреве шихты используют смесь карбида кремния с углеродом в количестве, обеспечивающем отношение в шихте карбида кремния к марганцу 0,01 О, 15, нагрев шихты осуществляют соскоростью 100-200 С/мин до 800 С исо скоростью 30-75 С/мин до температуры размягчения марганецсодержаще 153408 бго сырья, а выплавку ферросплавовпроизводят при остаточном содержании0,1-3,0 Х карбида кремния и 0,1-3,0 Еуглерода в шихте,5Физико-химическая сущность предлагаемого способа выплавки марганцевых ферросплавов заключается в следующем.При нагреве (обжиге) марганцевойруды в присутствии смеси карбидакремния с углеродом карбид кремнияметаллический кремний кремнезем иуглерод играют роль реагента, вы"тесняющего фосфор из марганцевогосырья. Причем дефосфорация протекает в твердофазном состоянии без образования жидкой фазы (металлическойили оксидной) .В смеси карбида кремния с углеро"дом карбид кремния и углерод распределены в элементарных объемах равномерно и обеспечивают значительноеувеличение скорости восстановительныхреакций, повышают активное сопротивление ванны печи и улучшают другиетехнико-экономические пэказатели.В предлагаемом способе выппавкимарганцевых ферросплавов карбид кремния взаимодействует с находящимся внепосредственном соприкосновении оксидами . Кремний и марганец переходятв сплав по реакциишМпО + пБхС -Мп Бг + СО35В результате этого сокращается кратность шлака и, как следствие, уменьшаются потери марганца и кремния с окислами шлака.Наряду с этим преимуществом способа является уменьшение выхода СО из зоны реакции, что позволяет повысить содержание фосфора в отходящих газах, на восстановлениемоля Са(РО,) карбидом кремния требуется затратить 652.0, а углеродом 1377 кДж. те плаВсе компоненты, входящие в состав углекарбидной смеси, являются полезными при выплавке марганцевых сплавов, так как повышают электросопротивление шихты и улучшают термодинамические и кинетические условиявосстановления марганцаКремний и углерод карбида кремнияпринимают участие в восстановленииокислов марганца. Использование обожженного марганцевого сырья с остаточным содержаниемкарбида кремния и углерода являетсяперспективным направлением развитиятехнологии получения марганцевыхсплавов, Остаточный карбид кремния иуглерода, имеющие плотный контактс оксидами марганца, являются болееактивными носстановителями, способствуют восстановлению элементов еще вверхних горизонтах печи, Наличие остаточного карбида кремния и углеродав марганцевом сырье дает возможностьповысить рабочее напряжение и уменьшить расход электроэнергии за счетповышения сов 9 Увеличение удельногоэлектросопротивления шихтовых материалов за счет остаточного содержаниякарбида кремния обуславливает глубокую посадку электродов, следовательно, позволяет уменьшить потери марганца испарением,Установлено, что повышается скорость восстановления окиси марганцаостаточным содержанием карбида кремния и углерода, причем, если скоростьвосстановления обычным восстановителем быстро падает с ростом температуры, то остаточный карбид кремнияи углерод активно взаимодействуют сокислами и в дальнейшем,Таким образом, использование марганцевого сырья с остаточным содержанием карбида кремния и углеродаоткрывает в электрометаллургии марганца новые дополнительные возможности.Отношение Б 1 С/Мп при использованиипредлагаемого способа должно. находиться в пределах 0,01-0, 15. При недостаточном количестве Б.С(БС/Мп( 0,01) улет восстановленного фосфора незначителен. Избыточное количество БхС(Б 1 С/Мп0,15) в шихте приводят к разубоживанию концентрата помарганцу. Вследствие этого степеньдефосфорации концентрата уменьшается.Наилучшие технико-экономическиепоказатели процесса выплавки силикомарганца достигаются при остаточномсодержании 0,1-3,0 Х Бз.С в марганцеворудном сырье и 0,1-3,0 Х углерода.При снижении количества остаточногокарбида кремния в марганцеворудномсырье (ниже 0,1 мас,Е) не достигается необходимого повышения электросопротивления шнхты, нет сниженияудельного расхода электроэнергии, 153так как не имеется возможности повы- -сить рабочее напряжение и увеличитьсоз 9.Увеличение количества остаточного карбида кремния (выше 3,0 мас.7) приводит к повьшению до недопустимой величины содержания кремния в сплаве, который в некоторых марганцевых сплавах ограничен.При снижении количества остаточного углерода в марганцевом сырье после термообработки совместно с карбидоугольной смесью (ниже 0,1 мас.Х) не наблюдается заметного улучшения протекания процессов восстановления марганца, не происходит увеличения степени извлечения марганца.1Увеличение содержания остаточного углерода в марганцеворудном сырье (выше 30 мас.7) способствует повышению электрической проводимости шихты, что обусловливает ухудшение технико-экономических показателей процесса выплавки сплава,Процесс дейосйорации марганцеворудного сырья начинает активно протеюкать после 800 С. При этом скорость подъема температур для более полного протекания процесса дефосфорации должна быть в пределах 30-75 С. В этой связи скорость подъема температуры до 800 С, когда еще не протекает процесс дефосфорации шихты, составляет 100-200 С/мин и определяется воэможностью обжигаемого агрегата.Скорость подъема температур после 800 С менее 30 С/мин нецелесообразна, так как снижается производительность процесса без пропорционального увеличения при этом дейосйорации, При подъеме температур после 800 С со скоростью более 75 С/мин процесс дейосйорации протекает неполностью.В идентичных условиях опробовывают предлагаемый и известный способы.Карбонатный концентрат, содержащий, мас. Е: Мп 28, 1; ЯО 1 б,7; Ге 2,0, СаО 18,4, МРО 3,3, Р О. 19; Р/Мп 0,00701, смешивают с карбидоугольной смесью и подвергают ее агломерации (вариант 1, известный способ), а во второй серии опытов ту же смесь нагревают в электропечи до 800 С со скоростью 150 С в мин и далее со скоростью 50 С в мин до тем 4086 6пературы размягчения марганцевогоконцентрата,В полученном агломерате и концентрате, обоженном с карбидоугольной5смесью, определяют Р и Мп.Степень дефосфорации концентратарассчитывают по йормулеР/Мп ,10Результаты испытаний представлены в таблице.Агломерат и обоженный концентратиспользуют для выплавки силикомарганца в электропечи 1 б 0 кВА,Как свидетельствуют результатыиспытаний (таблица), при выплавке по20 варианту 3-5 наблюдается наиболеестабильный электрический режим,электроды "сидят" в печи глубоко,расплав выходит. легко, легкоподвижен.При испытаниях известного вариан 25 та и запредельных значениях соотношений ЯдС/Мп наблюдается некотороерасстройство технологического процесса выплавки. Расплав в печи вязкий электроды сидят высоко р колошник печи в результате этого спекается, ухудшаются все технико-экономические.показатели.Таким образом, использованиепредлагаемого способа выплавки марганцевых йерросплавов позволяет сни 35зить содержание фосфора в сплаве,повысить электросопротивление шихтыи извлечение марганца.Кроме того, изобретение позволяетэййективно утилизировать отходыэлектродных и абразивных заводов.Формула изобретенияСпособ выплавки марганцевых йерросплавов, включающий нагрев шихты, содержащей марганцеворудное сырье и восстановитель, загрузку шихты в электропечь и плавку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения извлечения марганца, снижения фосфора в сплаве и удельного расхода электроэнергии за счет повышения электросопротивления шихты, в качестве восстановителя при нагреве шихты используют смесь карбида кремния с углеродом в количестве, обеспечивающем отношение в шихте карбида кремния к марганцу 0,01-0,15, при этом1534086 нагрев шихты осуществляют со скоростью 100-200 С/мин до ЯОГ) С а затеми со скоростью 30-75 С/мин до температуры размягчения марганцеворудного Параметры способа Отношение Б.С/Мп впщхте.0009 001 008 200 95 100 15075 50 205 210 г 5 30 100 009 01 155 009 0,1 1,55 3,003,0 3,1 3,1 45,2 45.3 0,24 0,23 4 91 0,23 43,7 0,20 45,1 021 42,8 0,23 24,2 27,5 33,523,4 34,7 0,410 0,380 0.350 , 0,350 0,410 4180 4050 4220 4036 4345 0,7873,2 0,92 73,6 1,42 772 126 75,8 1,46 72,1 0,79 728 Редактор Н, Гунько Заказ 23 Тираж 480 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035 Москва, Ж-З., Раушская наб д, 4/5 Производственно-издатель кий комбинат "1 атент", г.Ужгород, ул. Гагарина,О 1 Скорость нагрева шихтовых материаловдо температуры 800 Сот 800 С до темпе. - ратуры размягчения Остаточное содержание в обоженной шихте %:БхС углеродаСодержание в обоженной шихте, %;МпРСтепень дефосАорации концентрата %Содержание йосйора в силокомарганце, % Удельный расход электроэнергии, кВт ч/т Электросопротивление шихты, Ом 10Извлечение марганца,7 сырья, а плавку Ферросплавов производят при остаточном содержании кар.бида кремния и углерода в шихте 0,1- 3,0% соответственно.5 Составитель КСорокинТехред М,Дидык Корректор ТЛалец