Спосіб доменної плавки феромарганцю

Способ доменной плавки ферромарганца, включающий загрузку карбонатных марганцевых руд и кокса с различными физико-химическими свойствами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что загрузку карбонатных марганцевых руд в доменную печь производят с коксом, имеющим реакционную способность 0,19 - 0,36 мл/гс. Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве ферромарганца в доменных печах. Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является способ доменной плавки ферромарганца с заменой в загружаемой шихте части окисных марганцевых концентратов карбонатными [1]. При замене части окисных марганцевых концентратов карбонатными значительно повышается интенсивность плавки, производительность доменной печи, а также увеличивается степень извлечения марганца. Данный способ выбран в качестве прототипа. Однако вследствие использования карбонатной марганцевой руды снижается температура колошника (из-за расхода тепла на разложение карбонатов марганцевой руды), что затрудняет удаление щелочей через колошник, приводит их к накоплению в печи и нарушению газодинамического и теплового режима. Последнее обстоятельство ограни- Е чивает возможность достижения максимального извлечения марганца. Цель изобретения - повышение степени извлечения марганца. Поставленная цель достигается тем, что в способе доменной плавки ферромар- 00 ганца, включающем загрузку карбонатных марганцевых руд и кокса с различными физико-химическими свойствами, загрузку карбонатных марганцевых руд в печь производят с коксом, имеющим реакционную способность (0,19 -0,36) мл /г с. определяемую объемным методом при 1000°С (ГОСТ 10089-73). Заявляемый способ доменной плавки ферромарганца отличается от прототипа тем, что загрузку карбонатных марганцевых руд производят с коксом, имеющим реакционную способность (0,19 - 0,36) мл/г.с. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "Новизна". 11184 Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототи- 5 па, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия", а указанная совокупность признаков позволяет повысить степень извлечемся марганца и стабилизировать тепловой режим плавки. 10 Как показали исследования, проведенные авторами на доменных печах, невозможность достижения максимального извлечения марганца при назначении в шихту карбонатной марганцевой руды объясняется следующи- 15 ми причинами. В процессе схода и нагрева материалов в печи происходит разложение карбонатов карбонатной марганцевой руды в интервале температур (520-750}°С, которые представлены преимущественно мангано- 20 кальцитом МпСэ(СОз)2- Разложение манганокальцита при нагреве протекает в 2 этапа: МпСа(СОз)г -"МпО + СаСОз СаСОз -* СаО + СО2 СО; 25 На фиг. 1 показан ход разложения манганокальцита при нагреве. Кривая 1 характеризует изменение во времени температуры нагрева, а кривая 2 - изменение градиента.30 потерь массы манганокальцитом во времени. Из фиг. 1 видно, что разложение манганокальцита начинается при 520°С и заканчивается при (730 - 750)°С. Указанный интервал температур разложения мангано- 35 кальцита соответствует уровню температур на колошнике доменной печи при выплавке ферромарганца. Разложение карбонатной марганцевой руды снижает температуру колошника по результатам наших исследова- 40 ний на (25 - 30)°С на каждые 10% массовых долей в шихте карбонатной марганцевой руды. Понижение температуры колошника и смещение зоны накопления щелочей в нижние горизонты печи приводит к снижению 45 доли щелочей, удаляемых через колошник, и к накоплению их в печи. Это, в свою очередь, приводит к снижению степени извлечения марганца и нарушению стабильности теплбвой работы печи. Как показали иссле- 50 дования [2], увеличение щелочной нагрузки на 1 кг/т сплава снижает степень извлечения марганца на (0,4 ,.. 0,6)%. На фиг. 2 показаны зависимости доли удаляемых щелочей через колошник - кри- 55 вая 1 и степени извлечения марганца - кривая 2 от температуры колошника. Из фиг. 2 видно, что с понижением температуры колошника с 600 до 300°С доля удаляемых через колошник щелочей снижается с 97% до 87%, а степень извлечения марганца относительно базового уровня (при t = 600°С) снижается на 3,5%. Таким образом, использование карбонатной марганцевой руды не дает полного положительного эффекта без специальных мер по снижению количества накапливающихся в печи щелочей. Сущностью изобретения является снижение щелочепоглотительной способности кокса и повышение степени извлечения марганца за счет назначения в шихту кокса с реакционной способностью (0,19 ... 0,36)мл/г-с. На фиг. 3 показаны экспериментальные зависимости щелочепоглотительной способности кокса и степени извлечения марганца от реакционной способности кокса. Кривая 1 - характеризует зависимость щелочепоглотительной способности кокса в массовых долях от его реакционной способности. Кривая 2 - характеризует зависимость степени извлечения марганца в массовых долях от реакционной способности кокса. Из фиг. 2 видно, что использование кокса с реакционной способностью (0,19 ... 0,36) мг/г*с. понижает количество накапливаемых с коксом в печи щелочей на (35 ... 40) отн. % и повышает степень извлечения марганца^на (4,5 ... 4,8) отн. % или (3,5 ... 3,7) абс. %. Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что загрузку карбонатных марганцевых руд производите коксом, имеющим реакционную способность в пределах (0,19 - 0,36) мл/г-с. определяемую объемным методом при 1000°С. Загрузку кокса с реакционной способностью (0,19- 0,3§) мл /г -с. вместо 0,5 мл/г-с. (характерной для кокса Ясиновского КХЗ) позволяет понизить количество циркулирующих в печи щелочей на (35 ... 40) отн. % и повысить степень извлечения марганца на (4,5 ...4,8) отн, %. Верхний предел реакционной способности кокса 0,36 мл/г'с. обусловлен тем, что, как показали эксперименты, приувеличении реакционной способности более 0,36 мл/г -с. резко повышается щелочепоглотительная способность кокса, что ведет к росту потерь марган ца с возгонами и, как следствие, к снижению извлечения марганца (см. фиг. 2). Нижний предел реакционной способности кокса 0,19 мл/г -с. выбран на том основании, что дальнейшее уменьшение реакционной епбеобности кокса, с одной стороны, не приводит к заметному снижению щелочепоглотительной способности кокса и увеличению извлечения марганца, а с другой, приводит 11184 6 к снижению скорости восстановления МпО загружается кокс с реакционной способиз жидкого шлака углеродом кокса, и тем ностью 0,25 мл/г -с. При коксовой колоше 6 т самым, к снижению общей степени извлечерасход рудь. в подачу устанавливают 9 т, втом ния марганца,, а также к неоправданному числе, карбонатной - 1,8 т. Для получения увеличению затрат на производство- кокса 5 заданной основности шлака - CaO/SICb ~ повышенного качества (фиг. 3). 1,40 в подачу загружают 2 8 т фл юсов. Расход Таким образом, при использовании стружки - 0,650 т/подачу Температура кококса с реакционной способностью (0,19 лошника составляет 500°С, а температура 0,36) мл/г'С. обеспечивается максимальное дутья - 1150°С. В результате плавки достиизвлечение марганца и, кроме того, дости- 10 гается степень извлечения марганца 79%, гается наиболее полная экономия кокса удельный расход кокса - 1799 кг/т и произвследствие предотвращения реакции взаи-. водительность - 446 т/сут. модействия СО2 карбонатов марганцевой Основные показатели доменной плавки руды с углеродом кокса. ферромарганца на доменной печи объемом П р и м е р 1. Плавку ферромарганца 15 1033 м 3 для различных примеров применепроводят на доменной печи объемом 1033 м . ния способа приведены в таблице (Примеры В состав рудной части шихты задают 20% 3 - 5 в пределах заявляемого способа, а 1, карбонатной руды и 80% окйсной, В печь 2, б - за его пределами). Примеры применений способа Наименование показателя 1 Реакционная способность кокса. мг/г-с Массовая доля карбонатной руды в шихте. % Степень извлечения марганца, % Расход кокса, кг/т Производительность.т/сут Себестоимость FeMn, руб/т 2 3 4 5 6 0,5 0.4 0,36 0,25 0,19 0,15 20 20 20 20 20 20 73,44 1980 75.33 1943 78,04 1853 78,95 1799 78,30 1807 76,84 1858 412 423 440 446 442 433 292,86 292,19 284,75 283,28 287.94 295,0 11184 І00О 9Q0 2 800 О 2 7oo г? UJ С 5" 500 400 40 30 50 60 ВРЕМЯ 9 80 МИН Зиг.1 10 И ts 2 О/ Л 2 '.О 30Q UQQ 500 $0O Температура колошника, °С Фит.2 11184 3 ! I 19 0Л 0.3 0.4 0,5 RMA/Z.C Фиг.З Упорядник Замовлення 4052 Техред М.Моргентал Коректор Л. ФІль Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиГв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м Ужгород, вул Гагаріна, 101