Шихта для виплавки високовуглецевого феромарганцю

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве высокоуглеродистого ферромарганца в электропечах. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является шихта, включающая марганецсодержащее сырье, флюс, железосодержащую добавку, углеродистый восстановитель при следующем соотношении компонентов, масс.%: Недостатком известной шихты является высокое удельное содержание фосфора (более 0,5%), низкое извлечение марганца и повышенный расход электроэнергии при ее использовании. В основу изобретения поставлена задача создания шихты для выплавки высокоуглеродистого ферромарганца, в которой, путем изменения ее состава, достигалось бы повышение содержания марганца в сплаве и снижение расхода электроэнергии при плавке. Поставленная задача достигается тем, что известная шихта, включающая марганецсодержащее сырье, углеродистый восстановитель, флюс, железосодержащий материал и отходы производства. В качестве марганецсодержащего сырья содержит марганцевый агломерат с отношением фосфора к марганцу, равным 0,0035 - 0,0042 при следующем соотношении компонентов, масс.%: Исследованиями кинетики восстановления ферромарганцевых шихт установлено, что применение в шихту марганцевого агломерата с отношением фосфора к марганцу равным 0,035 0,0042 позволяет получать сплав с содержанием фосфора менее 0,5%, при одновременном повышении извлечения марганца в сплав. Выбор граничных значений предложенных компонентов шихты обусловлен требованиями к составу ферромарганца по ГОСТ 4755 - 80, а также обнаруженной зависимостью между соотношением компонентов, извлечением марганца, расходом электроэнергии и содержанием фосфора в сплаве. Проведенными исследованиями установлено, что при содержании в шихте менее 52% марганцевого сырья содержание марганца в сплаве падает ниже допустимых пределов, а необходимое пропорциональное увеличение в шихте доли восстановителя нарушает нормальный ход выплавки (расстраивается электрический режим, наблюдается аварийный режим работы узлов и оборудовании печи). Если повысить долю марганцевого сырья свыше 76,9 то в результате недостатка восстановителя, падает извлечение элементов, снижается производительность, растет содержание марганца в шлаке и удельный расход электроэнергии. Пределы отношения фосфора к марганцу в марганцевом агломерате обусловлены установленной зависимостью между качеством сплава по содержанию фосфора и показателями производства. Применение в шихту агломерата с отношением более 0,0042 не позволяет получить ферромарганец с содержанием фосфора менее 0,5% и не отвечает требованиям ГОСТ 4755 - 80. Использование в шихту агломерата с отношением менее 0,0035 приводит к снижению извлечения марганца и кремния и понижает производительность электропечи. При содержании углеродистого восстановителя в шихте менее 12% снижается извлечение марганца и кремния в сплав, увеличивается содержание фосфора и понижается производительность печи, а при содержании его в шихте более 15% резко возрастает содержание кремния в сплаве, превышая допустимое ГОСТом (ГОСТ 4755 - 80). Кроме того, в результате увеличения электропроводности шихты нарушается электрический режим и растет расход электроэнергии. Введение в состав шихты менее 10% флюса не позволяет получить стандартный по кремнию сплав, а при содержании флюса более 20% растет удельный расход электроэнергии за счет ухудшения шлакового режима и падает производительность печи. При содержании в шихте менее 0,1 и 1,0% соответственно отходов производства и железосодержащего материала снижаются извлечение марганца, удельная производительность печи и растет расход электроэнергии. Это же наблюдается и при повышении содержания указанных компонентов, в шихте более 8,0 и 5,0%. Кроме того, содержание в шихте более 5,0% железосодержащей добавки приводит к получению нестандартного по содержанию марганца сплава. Для подтверждения выбранных значений соотношений в марганцевом агломерате в идентичных условиях проведены исследования по выплавке ферромарганца на известной и предложенной шихте. Опытные плавки проводили в промышленной электропечи РПЗ-63МВА. В качестве шихтовых материалов применялись: агломерат марганцевый (СТП 146 - 20 - 89), шлак марганцевый малофосфористый (ТУ 14 - 9 - 181 - 89) кокс сортированный (ГОСТ 9188 - 74), известняк Еленовского месторождения (ТУ 14 - 1 - 237 - 72), железорудные окатыши (ТУ 14 - 9 137 - 78) и отходы производства. Химический состав применяемых шихтовых материалов приведен втабл.1. Для сравнительного анализа результатов выплавки ферромарганца в известной, шихте использовали три вида марганцевого сырья (Вар.1 - 3): 1 - агломерат с отношением выше верхнего предела; 2 - агломерат с отношением выше верхнего предела и малофосфористый шлак с отношением ниже нижнего; 3 - в шихту дополнительно вводили марганецсодержащие отходы производства. В предложенный состав шихты вводили три вида агломерата: с промежуточным соотношением с указанным соотношением на нижнем пределе и верхнем В табл.2 приведены составы известной и предложенной шихты и показатели выплавки ферромарганца на этих шихтах по вариантам. Проведенные исследования показали (табл.2), что выплавка ферромарганца с применением в предложенный состав шихты марганцевого агломерата с отношением позволяет получить сплав с пониженным содержанием фосфора (менее 0,5%) при одновременном повышении извлечения марганца с 73 - 76% (для известной шихты) до 77 - 79% (для предложенной шихты), снижение удельного расхода электроэнергии с 4200 - 4100 до 3900 3980кВт.ч/т и увеличение производительности на 5 - 7%.