Спосіб виплавки феромарганцю і силікомарганцю в доменній печі

Винахід відноситься до металургії, а саме до способів виплавлення феромарганцю і силікомарганцю в доменній печі. Відомий спосіб виплавки феромарганцю і силікомарганцю в доменній печі, який містить в собі завантаження шихтови х матеріалів і коксу, відновлення марганцю і кремнію з їх оксидів, розплавлення металу і випуск розплаву з печі. При цьому в якості сировини використовується марганцева руда і кварц. (див. Г.Г. Ефименко, А.А. Гиммельфарб, В.Е. Левченко. Металлургия чугуна, Киев, изд-во "Вища школа", 1981г., с226-229). Цей спосіб використано в якості прототипу. Недолік способу виплавки феромарганцю і силікомарганцю в доменній печі полягає в зменшенні строку служби металевих конструкцій і вогнетривкої кладки верхньої частини печі із-за підвищеної температури колошникових газів, обумовленої виділенням великої кількості тепла при відновленні вищих оксидів марганцю, яке не може бути використаним у верхній частині печі. Для усунення цього недоліку необхідно спочатку перетворити вищі оксиди марганцю в нижчі, що звичайно і здійснюється методом агломерації на конвеєрних машинах. Проте цей агломерат поряд з його позитивними властивостями: достатньо високою міцністю кусків і наявністю відновлених до нижчих оксидів марганцю - має пористу структуру, що знижує теплопровідність шихти, що, у свою чергу, веде до зниження продуктивності доменної печі і до підвищеної витрати коксу. В основу винаходу поставлена задача удосконалити спосіб доменної плавки феромарганцю і силікомарганцю шляхом зміни теплофізичних властивостей завантажуємої в піч рудної складової шихти в напрямку підвищення її теплопровідності, що приведе до економії коксу і підвищенню продуктивності печі. Суть винаходу полягає в тім, що в способі виплавки феромарганцю і силікомарганцю в доменній печі, який містить у собі завантаження шихтови х матеріалів і коксу, відновлення марганцю та кремнію, плавлення металу і випуск розплаву з печі, ши хтові матеріали перед завантаженням в доменну піч спікають в безпористі куски. Загальними з прототипом суттєвими ознаками винаходу є: - завантаження в доменну піч шихтових матеріалів і коксу; - відновлення марганцю і кремнію; - плавлення металу; - випуск розплаву. Відмітною ознакою винаходу є те, що ши хтові матеріали перед завантаженням в доменну піч спікають в безпористі куски. Сукупність суттєвих ознак є необхідною і достатньою для всіх випадків, на які поширюється область використання винаходу. Між суттєвими ознаками і технічним результатом - підвищенням продуктивності доменної печі і зниженням витрат коксу - існує причинно-наслідковий зв'язок, який поясняється наступними доводами. Як було показано вище, відновлення вищих оксидів марганцю приводить до виділення великої кількості тепла, яке не використовується і негативно впливає на металеву конструкцію доменної печі та вогнетривку кладку. Відновлення в процесі агломерації вищих оксидів до нижчих вирішує проблему надлишку тепла, але остається невирішеним питання покращення теплофізичних властивостей шихтови х матеріалів. Оскільки відновлення нижчих оксидів марганцю здійснюється виключно прямим шляхом, то пористість відновлюємого матеріалу, яка відіграє позитивну роль при непрямому відновленні газом, у випадку прямого відновлення не тільки не корисна, але й шкідлива, бо вона спричиняє негативний вплив на роботу печі. Наявність пор зменшує насипну масу відновлюємого матеріалу, що знижує продуктивність печі. Тому для оптимізації процесу виплавки феромарганцю і силікомарганцю необхідно використовувати шихту, попередньо спечену у безпористі куски. Приклад здійснення способу 1. Виплавка феромарганцю. В доменну піч завантажували богату марганцеву руду, тобто руду, в якій відношення Mn/SiO2>3, і кокс в кількості 1,7т на одну тону сплаву. Марганцева руда була попередньо спечена в безпористі куски шляхом агломерації, наприклад, в обертальних печах, режим роботи яких підбирався з умов одержання (30...35)% рідкої фази. Готові окатиші мали розмір (20...50)мм і пористість (0,5...0,8)% і теплопровідність при Т=1300°С (3,00...3,05)Вт/м*К. Для порівняння руда Лебединського горнозбагачувального комбінату має теплопровідність 0,132Вт/м*К. (див. Теплофизические свойства топлив и ши хтовых материалов черной металлургии, Справочник, Москва, Металлургия 1982г.). Виплавка феромарганцю з руди, попередньо спеченої в безпористі окатиші, не приводила до значного підвищення температури в зоні колошника, оскільки в окатишах були відсутні вищі оксиди марганцю (а саме їх відновлення супроводжується значним виділенням тепла), а самі окатиші через велику їх теплопровідність поглинали в одиницю часу значно більше тепла, ніж марганцева руда. В результаті плавка проходила спокійно. Термін виплавки зменшувався на 30%. Економія коксу складала 200кг на тону феромарганцю. Отриманий феромарганець відповідав усім вимогам ГОСТ 4755-91. 2. Виплавка силікомарганцю. В домену піч завантажували бідну марганцеву руду, в якій відношення Mn/SiО2