Способ выплавки марганцевых ферросплавов

(19) (1 ) 55 С 22 С 33/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Днепропетровский металлургическийинститут и Никопольский завод ферросплавов(56) Авторское свидетельство СССРМ 1534086, кл. С 22 С 33/04, 20.06.88,(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ МАРГАНЦЕВЫХФЕРРОСПЛАВОВ(57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке марганцевыхферросплавов. Цель изобретения - снижеИзобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке марганцевых ферросплавов,Целью изобретения является снижение содержания фосфора в сплаве и уменьшение удельного расхода электроэнергии,Способ заключается в том, что предварительный нагрев шихтовых материалов проводят непосредственно в электропечи по режиму: 100-200 град/мин до 800 С, а затем - со скоростью 30-50 град/мин. В процессе выплавки отношение карбида кремния к фосфору поддерживают равным 1,0-1,5, а заданный режим нагрева обеспечивают регулированием длины погружаемого в шихту участка электрода, равном 1 - 6 диаметра электрода.Способ осуществляют следующим обрание содержания фосфора в сплаве и уменьшение удельного расхода электроэнергии. Способ включает предварительный нагрев шихтовых материалов непосредственно, в печи по режиму: 100 - 200 град/мин до температуры 800 С, а затем - со скоростью 30 - 50 град/мин, В процессе выплавки отношение карбида кремния к фосфору поддерживают равным 1,0 - 15. Заданный режим нагрева обеспечивают за счет регулирования длины погружаемого в шихту участка электрода, равной 1-6 диаметра электрода. Изобретение позволяет снизить содержание фосфора в сплаве от 0,39 до 0,320/, уменьшить расход электроэнергии от 4220 до 4010 кВт ч/т, повысить извлечение мар- а ганца всплав от 73,6 до 81,4;6. 1 табл. При выплавке марганцевых ферросплавов улет фосфора в газовую фазу увеличивается на 11 - 160 по сравнению с известными способами.Термодинамический анализ свидетельствует, что фосфат кальция обладает высоким химическим сродством к карбиду кремния. Выход фосфора в газовую фазу при восстановлении его.карбидом кремния намного больше, чем при восстановлении коксом,Уменьшение выхода СО из зоны реакции позволяет повысить содержание фосфора в отходящих газах, На восстановление 1 моль СаРО 4)2 карбидом кремния требуется затратить 6520 кДж, а углеродом 1377 кДж тепла.В процессе восстановления марганцеворудного сырья карбидоугольной смесьюкарбидная составляющая выполняет функцию реагента, вытесняющего фосфор из марганцевого сырья, Причем дефосфация протекает еще в твердофазном состоянии,В карбидоугольной смисе карбид кремния и углерод распределены в элементарных обьемах равномерно, что обеспечивает значительное увеличение скорости восстановительных реакций, повышает активное сопротивление ванны печи,При выплавке марганцевых ферросплавов карбид кремния взаимодействует с находящимися в непосредственном соприкосновении оксидами марганца, Марганец и кремний переходят в сплав по реакциитМпО+ пЯС = Улщ 31 п+ СО,В результате этого сокращается кратность шлака и, как следствие, уменьшаются потери марганца и кремния с оксидами шлака,Кремний и углерод карбида кремния принимают участие в восстановлении оксидов марганца. При этом протекают реакции экзотермического характера, что способствует снижению расхода электроэнергии на1 5 оИспользование марганцевого агломерата с остаточным содержанием карбида кремния и углерода является перспективным направлением развития технологии получения марганцевых ферросплавов, открывает в электрометрии марганца новые дополнительные возможности интенсификации процесса выплавки, Остаточный карбид кремния и углерод в агломерате, имеющие плотный контакт с оксидами марганца, являются более активными восстановителями, Наличие остаточного карбида кремния и углерода в агломерате дает возможность повысить рабочее напряжение и уменьшить расход электроэнергии за счет повышения СО,Увеличение удельного электросопротивления шихтовых материалов за счет остаточного содержания карбида кремния обуславливают глубокую посадку электродов, а следовательно, позволяет уменьшить потери марганца испарением.Скорость восстановления марганцевого агломерата, содержащего остаточный карбид кремния и углерод, выше, чем агломерата, не содержащего остаточный карбид кремния и углерод. Если скорость восстановления марганцевого агломерата обычным углеродным восстановителем быстро падает с ростом температуры, остаточный карбид кремния и углерод активно взаимодействуют с окислами марганца и в дальнейшем,Наилучшие технико-экономические показатели процесса выплавки марганцевыхферросплавов достигаются при остаточномсодержании карбида кремния и углерода в5 агломерате 0,1 - 3,Ось соответственно. Приснижении количества остаточного карбидакремния в агломерате ниже 0,1;, не достигается полнота протекания процессов восстановления окислов марганца, а также10 создание ванны с высоким удельнымэлектросопротивлением.Увеличение количества остаточногокарбида кремния выше 3,0;, приводит кповышению величины содержания кремния15 в сплаве, который в некоторых марках марганцевых ферросплавов ограничен.Отношение карбида кремния к фосфоруподдерживают в пределах 1,0 - 1,5,Режим нагрева шихты происходит за20 счет регулирования длины электрода,При перемещении электрода вверх реакционная зона приближается к поверхности калошника, что позволяет увеличитьскорость повышения температуры шихты до25 800 С и уменьшить скорость повышениятемпературы шихты после 8000 С. При перемещении электрода вниз увеличиваетсяскорость нагрева шихты после 800 С иуменьшается скорость нагрева до 800 С.ЗО Длина погруженного в шихту участкаэлектрода должна быть равной 1 - 6 диаметра электрода для круглых и ширины дпя прямоугольныхых электропечей.Длина погруженного в шихту участка35 электрода должна быть равной 1-6 диаметра электрода для круглых и ширины для прямоугольныхых электропечей.При увеличении длины погруженного вшихту участка электрода на величину более40 6-ти диаметров или ширины электрода увеличивается скорость нагрева шихты после800 С, что позволяет обеспечить скорость;подьема температур в пределах 1015 град/мин, а при уменьшении длины45 погруженного в шихту участка электрода навеличину менее 1-го диаметра ипи шириныэлектрода не соблюдается необходимая оптимальная скорость нагрева шихты до800 С, которая в этом случае будет более50 3000 С. К тому же в этих условиях спекаетсяколошник печи и ухудшают технико-экономические показатели процесса выплавки.П р и м е р, В условиях лабораторииопробован предлагаемый и известный спо 55 собы,Результаты испытаний представлены втаблице.Карбонатный марганцевый концентрат,содержащий, Мп 28,1; 3102 16,7; Ре 2,04;СаО 18,8; Мд 3,1; Р 0,197, смешивают с кар1643627 Ва иант Показатели 1 (по известномуспособ1,55 1,55 44,4 0,23 0,23 44,6 0,23 44,1 0,23 44,70,23 . 44,5 0,23 1,55 1,55 8,0 3,0 3,0 15 0,09 0,09 0,9 0,1 0,1 1,0 3,1 3,1 16 бидоугольной смесью и согласно известному способу нагревают в прокалочной печи до 800 С со скоростью 150 град/мин и далее со скоростью 50 град/мин до температуры размягчения марганцевого концентрата. 5 При этом наблюдается настылеобразование.Во второй серии опытов тот же карбонатный марганцевый концентрат смешивают с карбидоугольной смесью, используемой в 10 качестве твердого топлива, и подвергают агломерации.Полученный по известному способу в первой серии опытов обожженный марганцевый концентрат, содержащий остаточный 15 углерод и ЯС с углеродистым восстановителем в виде кокса, плавят в лабораторной печи мощностью 160 кВ (вариант 1),Агломерат, содержащий остаточный углерод и карбид кремния с углеродистым 20 восстановителем в виде карбидоугольной смеси (варианты 2 - 6), загружают в электро- печь и процесс ведут так, что нагрев шихты в электропечи осуществляют до 800 С со скоростью 200 град/мин и более со скоро стью 30 град/мин.Из таблицы следует, что при выплавке по 3 - 5 варианту достигают наиболее полное удаление фосфора, при этом наблюдается наиболее стабильный электрический ре жим.Электроды "сидят" в печи глубоко, расплав легкоподвижен.При испытаниях 1 варианта и запредельных значений соотношений ЯС/Р уда ление фосфора недостаточно, при этом Остаточное содержание в обожженной шихте, %; С 3 С Содержание в обожженной шихте,% Мп Р Содержание в агломерате,%: Мп Р Остаточное содержание в агломерате: С БС Отношение 31 С/Р в шихтенаблюдается некоторое расстройство технологического процесса выплавки, Расплав в печи вязкий, электроды "сидят" высоко. колошник печи в результате этого спекается, ухудшаются технико-экономические показатели.Предлагаемый способ позволяет эффективно утилизировать отходы электродных и абразивных заводов и увеличивает без дополнительных затрат количество металла за счет перехода ЯС из карбидоугольной смеси в сплав,Формула изобретения Способ выплавки марганцевых ферросплавов, включающий предварительный нагрев марганцевого алгомерата с остаточным содержанием фосфора и карбида кремния, равным 0,1 - 3,0%, и карбидоугольной смеси со скоростью 100 - 200 град/мин до температуры 800 С, а затем со, скоростью 30 - 50 град/мин, загрузку шихты в рудо- восстановительную печь через загрузочные воронки, выплавку сплава при поддержании заданного отношения карбида кремния к одному из входящих в шихту элементов, о.т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения содержания фосфора в сплаве и уменьшения удельного расхода электроэнергии, предварительный нагрев шихтовых материалов проводят в плавильной электропечи, режим нагрева регулируют погружением вшихту участка электрода, равным 1 - 6 его диаметра, при этом отношение карбида кремния к фосфору в процессе выплавки поддерживают равным 1,0-15.. Продолжение таблицыСоставитель А. ЯнковскаяРедактор Н. Рогулич Техред М.Моргентал Корректор Т, ПалийЗаказ 1222 Тираж 395 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101