Шихта для виплавки силікомарганцю

Винахід відноситься до області чорної металургії, зокрема до виробництва феросплавів, а конкретно до шихт для виплавки марганцевих феросплавів, які вміщують марганцеву сировину, вуглецевий відновник та кварцит. На сьогодні при виплавці силікомарганцю використовують такі шихтові матеріали: марганцеву сировину, вуглецевий відновник та кварцит при слідуючих співвідношеннях компонентів, ваг.%: Марганцева сировина 70 - 75 Вуглецевий відновник 14 - 16 Кварцит Решта При цьому одержують силікомарганець такого складу: Mn 72 - 74%, Si 17 - 19%, при вилученні марганцю 80%, кремнію - 38%. Склад силікомарганцю відповідно до державних стандартів повинен бути таким: Mn - 65%, Si - 15 20%. При виплавці силікомарганцю з використанням зазначеного вище складу мав місце значні втрати (15%) марганцю. Найбільш вагомі втрати випадають на долю відвального шлаку. Марганець в шлаках знаходиться в двох фазах: оксидній та металевій. Металева фаза подана корольками металу, які складають 6 - 8%. Причиною цих втрат є підвищена в'язкість шлаку і порівняно невеликі розміри корольків металу, які не встигають укрупнюватися та осаджуватися на подину печі. Крім того підвищена концентрація марганцю в силікомарганці (71 - 74%) приводить до значного вмісту марганцю в шлаці (12 - 16%) згідно закону розподілення елементів поміж фазами. Створення умов для переходу частини корольків металу із шлаку до металу, тобто осадження їх в процесі плавки дозволяє підвищити вилучення марганцю на 1,5 - 2,0%. Вирішити це завдання стає можливим, якщо ввести до складу ши хти спеціальні додатки-осаджувачі, які при введенні в шлак захоплюють разом з собою дрібнодисперсні корольки металу і сприяють очищенню шлаку від металевих корольків. Крім того, введення залізовміщуючи х осаджувачів створює сприятливі умови для поліпшення термодинамічних умов відновлення марганцю та кремнію. Переліченим вимогам відповідає чавунна стружка (Fe2C), при введенні якої в склад шихти відбувається відновлення марганцю та кремнію з шлакового розплаву вуглецем чавуна за реакціями: MnO + Fe 3C - Mn(Fe) + CC SiO2 + Fe 3C - Si(Fe) + CO Окись вуглецю, яка виділяється в результаті цих реакцій сприяє укрупненню найдрібніших корольків металу, тому що в процесі барботажу розплава збільшується ймовірність зіткнення дрібних частинок металу, що приводить до їх укрупнення і підвищення швидкості випаду корольків з шлакового розплава в метал на подіну печі. З метою перевірки цієї ідеї в промислових умовах була випробована виплавка сілікомарганцю з шихти такого складу: марганцева сировина, вуглецевий відновник, кварцит, залізовмісний матеріал чавунна стружка при таких співвідношеннях компонентів, ваг.%: Марганцева сировина 70 - 75 Вуглецевий відновник 14 - 16 Залізовмісний матеріал - чавунна стружка 1-3 Кварцит Решта Відмінна від прототипу ознака: застосування залізовмісного матеріалу - чавунної стружки обумовлює відповідність технічного рівня критерію "новизна". Для визначення відповідності "винахідницький рівень" був проведений пошук за научно-технічною літературою та патентній документації (основні індекси МКИ 1 - 5). В зв'язку з тим, що те хнічних рішень з, запропонованими відмінними прикметами, виконуючими запропоновану функцію, не виявлено, запропонований технічний винахід відповідає критерію "винахідницький рівень". "Промислова застосованість" показана на прикладах конкретного виконання. Наявність в системі металічного заліза дозволяє значно поліпшити процес відновлення марганцю та кремнію, знизити температуру початку їх відновлення, що дозволяє зменшити питомі витрати електроенергії. Якщо ввести в склад ши хти менше, ніж 1% залізовміщуючого матеріалу, то це не приведе до поліпшення техніко-економічних показників процесу, а при введенні більше, ніж 3% залізовміщуючо го матеріалу знижується масова доля в сплаві марганцю нижче державного стандарту. При використанні менше 70% марганцевої сировини неможливо одержати необхідну концентрацію марганцю в сплаві, введення більше 75% приводить до погіршення техніко-економічних показників процесу внаслідок підвищення вмісту марганця в відвальному шлаці. При введенні в шихту менш 14% вуглецевого відновника знижується вилучення марганцю в сплав і підвищується питома витрата електроенергії, а введення його більше, ніж 16% приводить до зниження питомого електроопору ши хти та порушення технологічного процесу.