Шихта для виплавки сілікомарганцю

Изобретение относится к черной металлургии и может быть йспользова Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве марганцевых ферросплавов, конкретно при производстве силикомарганца в электропечах. Целью изобретения является повышение извлечения марганца и кремния в сплав и снижение удельного расхода электроэнергии на выплавку сплава. Предлагаемая шихта содержит марганецсодержащее сырье, кварцит, углеродистый восстановитель и железосодержащий материал при следующем соотношении компонентов, мас.%: • но при производстве марганцевых ферросплавов, конкретно при производстве силикомарганца в электропечах. ,Целью изобретения является повышение извлечения марганца и кремния в сплав и снижение удельного расхода электроэнергии на выплавку сплава. Шихта для выплавки силнкомарганца содержит, мас.%: марганецсодержащее сырье 64 70; кварцит 11-15; углеродистый восстановитель 12-20; железосодержащий материал 0,5-6,0. При этом железосодержащий материал задают в указанных пределах в количестве, обеспечивающем отношение Fe/Mn в рудной части шихты в пределах 0,025-0,1. Применение шихты позволяет увеличить извлечение марганца в сплав на 2,9%, кремния на 4,7% и снизить удельный расход электроэнергии на 50-80 кВт.ч/т сплава. 1 з.п, ф-лы» 3 табл. Марганецсодержащее сырье 0 • Кварцит Углеродистый восстановитель Желез осодержащий материал 64-70 11-15 12-20 0,5-6,0 При этом железосодержащий материал задают в указанных пределах в количестве, обеспечивающем отношение Fe/Mn в рудной части шихты в пределах 0,025-0,1. £3 І о50/4У Исследования кинетики восстановлеТехнологическая сущность предлагания силикомарганцевых шихт показали, емого состава шихты заключается в что при увеличении отношения Fe/Mn в следующем. шихте до определенных пределов повыСшшкомарганец представляет собой шается извлечение марганца ( £ ) и многокомпонентный сплав, химический кремния (JJe1) • Статистическая обрасостав которого регламентируется ГОСТ 4756-77. Поскольку применяемое ботка результатов исследований позвомарганцевое сырье (концентраты, а г лила описать эту закономерность слеломерат) имеет высокое удельное содующими уравнениями регрессии: 10 держание фосфора, в настоящее время Fe основное количество силикомарганца 31,7 . = 79,7 выплавляется с содержанием фосфора 0,4%. Для выплавки сплава с содерFe 39,0 ;:- 48,8 жанием фосфора до 0,35% в шихту ввоМЇ дят малофосфористый шлак. Процесс образования силикомарганца Следует отметить, что приведенные в электропечи носит сложный характер зависимости относятся к лабораторным и состоит из нескольких стадий. Внаопытам и очевидно, что в реальных усчале развиваются процессы восстановловиях могут быть отклонения. 20 ления высших оксидов марганца и желеВыбор граничных значений предлаза с участием СО, а затем МЮ и РеО т гаемых компонентов шихты обусловлен восстанавливаются до карбидов, В зоне требованиями к составу силикомарганвысоких температур получает развитие ца по ГОСТ 4756-77, а также обнаруреакция восстановления кремнезема. 25 женной зависимостью между соотношени'Наличие металлического расплава терем компонентов и извлечением марганмодинамически облегчает процесс восца, кремния, расходом электроэнергии. становления кремния и образование Проведенными исследованиями усташшикомарганца новлено, что при содержании в шихте 30 менее 64% марганцевого сырья содержа(SiO 2 ) + 2С + [Мп, F e , CxJ = ние марганца в сплаве падает ниже допустимых пределов, а необходимое про'« Гмп, Fe - Si - Cxi + 2C0. v порциональное увеличение в шихте доли восстановителя и кварцита нарушает При выплавке силикомарганца, на35 нормальный ход выплавки (расстраиваряду с необходимостью иметь высокое ется электрический режим, наблюдаетизвлечение марганца, требуется также ся аварийный режим работы узлов и и достижение максимального извлече: оборудования печи) , Если повысить ния кремния, так как количество квардолю марганцевого сырья свыше 70%, цита в шихте существенно влияет на удельный расход электроэнергии и че- 40 то в результате недостатка восстановителя и кварцита падает извлечение рез шлаковый режим - на извлечение элементов, снижается производительмарганца в сплав. Известно, что синость, растет содержание марганца в лициды марганца имеют несколько меньшлаке и удельный расход электроэнершую термодинамическую прочность, чем силициды железа, поэтому можно пред- 45 гии. положить, что повышение в шихте, а значили в сплаве содержания железа Пределы содержания в шихте железоположительно скажется на извлечении содержащих материалов обусловлены кремния, а значит, и марганца и сниустановленной зависимостью между позит расход электроэнергии. 50 казателями производства и отношением Проведенные исследования химического состава марганецсодержащего сырьяs используемого для выплавки силикомарганца. показал, что отношение Fe/Mn в нем находится на уровне 0,001-55 0,0023. При этом в готовом силикомарганце марки СМн17 содержится 5,8-6,0% железа, 17,5-18,5Z Si и 72,5-74,5%Мп. Fe/Mn в шихте, а также влиянием вида железосодержащего сырья на это отношение. Содержание в шихте менее 0,5% железосодержащих материалов отвечает условиям известной шихты, недостатки которой указаны. Введение в шихту более 6 железо% содержащего материала приводит к сни 1650749 6 Все показатели приведены в пересчете на базовую тонку сплава (17% Si + 65% М п ) . Из данных табл. 2 видно, что выплавка сплава различных марок на шихте предлагаемого состава позволяет существенно улучшить технико-экономические показатели производства. Для подтверждения возможности использования в предлагаемом составе шихты различных углеродистых восстановителей и железосодержащих материалов в идентичных заводских условиях П р и м е р , Для подтверждения выбора граничных значений компонентов проводят сопоставительные испытания предлагаемого состава шихты в услопо выплавке силикомарганца на шихте виях завода ферросплавов в идентичных предлагаемого состава и известной условиях проводят сопоставительные шихте с использованием в качестве испытания по выплавке силикомарганца углеродистого восстановителя коксика на шихте предлагаемого и известного и газового угля (см,табл.1), а в ка20 составов. честве железосодержащей добавки используют чугунную стружку (Fe o e ( l 4 = В качестве шихтовых материалов применяют концентрат марганцевый Ни~ 97,2%) я железорудные окатыши копольского бассейна, агломерат мар(Fe ОБО* » 6 2 % ) . ганцевый, шлак марганцевый малофосфо- 25 В качестве марганецсодержащего ристый, кокс сортированный и газовый сырья используют смесь агломерата и уголь, кварциты Овручского месторожконцентрата (50:50). дения, руда железная. Результаты испытаний предлагаемого Химический состав использованных состава шихты с использованием разшихтовых материалов приведен в табл.1. 30 личных восстановителей и железосодерСогласно принятой технологии выжащих материалов приведены в табл.3. плавку силикомарганца с содержанием Всего проводят шесть вариантов фосфора свыше 0,35% осуществляют на плавок (см.табл.3): два варианта на смеси марганцевого концентрата и агизвестной шихте с использованием в ломерата (как правило, с соотношеникачестве восстановителя коксика (ва—' 35 риант 1) и газового угля (вариант 2) ем 50:50), а при выплавке сплава с фосфором менее 0,35% в шихту подшихи четыре варианта на предлагаемом товывают малофосфористый шлак, С учесоставе шихты (варианты 3-6). [ том сказанного, при проведении сопоСравнение приведенных в табл. 3 ставительных испытаний выбирают два данных показывает, что предлагаемый варианта известной шихты и, соответ- 40 состав шихты позволяет при использоственно, каждый из этих вариантов вании в качестве восстановителя, насравнивают с показателями выплавки пример, коксика повысить извлечение на шихте предлагаемого состава. марганца на 2,6-2,9%. Проводят два варианта плавки на Использование в качестве восста45 известной шихте и восемь вариантов новителя газового угля снижает абсоплавки на шихте предлагаемого состалютное извлечение марганца и кремния ва (табл.2). При этом показатели вав сплав (табл.,3, варианты 2,5,6). рианта 1 плавки известной шихты Что касается использования раз(сплав с содержанием фосфора >0,35) личных железосодержащих добавок, то сравнивают с вариантами 3-Ю плавок различие в их влиянии на показатели на предлагаемой шихте, а вариант 2 выплавки находится в пределах поплавки известной шихты (сплав с Р 0,35% извлечение 55 марганца в среднем увеличивается Составы известной и предлагаемой шихт и показатели выплавки силикона 2,9%, кремния на 4,7£, удельный марганца на этих шихтах по вариантам расход электроэнергии снижается на приведены в табл. 2. 50 кВт.ч/т. жению извлечения марганца и росту удельного расхода электроэнергии. Установлено также, что при использовании в качестве марганецсодержащего материала малофосфористого шпака (содержание Fe = 0,1%) для поддержания отношения Fe/Mn в предлагаемых пределах необходимо повышать долю железосодержащей добавки. С другой стороны, чем выше содержание железа в добавке, тем меньше должно быть ее -количество. 1650749 >mt выплавке сплава с подшихтовкой жения удельного расхода электроэнермалофосфористого шлака (Р С 0,35%) гии на выплавку сплава, она дополниэти: показатели улучшаются соответсттельно содержит железосодержащий мавенно на 2,7%, 2,0% и 80 кВт-ч/т. териал при следующем соотношении компонентов, мас.%: Изобретение позволит получить Марганецсодержащее только за счет экономии материалов сырье 64-70 и электроэнергии снижение стоимости Кварцит 11-15 силикомарганца. Углеродистый восстановитель 1 2-20 Ф э р м у л а и з о б р е т е н и я Железосодержащий материал 0,5-6,0 1 Шихта для выплавки силикомар- ! 2. Шихта по п . ) , о т л и ч а ю ганда, содержащая марганецсодержащее тем, что содержит железо15 щ а я с я сырье, кварцит и углеродистый восстасодержащий материал в указанных преновитель, о т л и ч а ю щ а я с я делах в количестве, обеспечивающем тем,* что, с целью повышения извлечеотношение Fe/Mn в рудной части шихты в пределах 0,025-0,1. ния марганца и кремния в сплав и сниТ а б л и ц Материал - 1 Но. СпО СМпО) Агломерат марганцевый АИпВ-2 Hajrrauuenbifi концентрат ІБ Малофосфорнстый шлак Руда иелеэнап Кварцит Кокс доменный Гячопый уголь a 1 держание зпемеі(гйв, мас .% 39,7 21,9 (51,2) 42,7 16,1 (55,1) 41,1 31,3 (51,3) ^вобм 53,0 97,1 С т в . зола 78,0 1В,7 52,0 14,0 F e i0) (Fe) MgO J I 6,4 2,5 3,5 1,5 Г Al^O, Г t ,7 (0,84) 2,8 (1,0) 0,38 (0,13) 6,7 Р _ 0,22 0,20 2,8 0,015 12,4 2.7 Т а б л и ц a Компоненты шихты н показатєлн плавки еллзвя Известная пикта, НЛҐ* ! 4 3 (Р>0,Э5Х) (Iі > 0,35%) (Р >О,35Х) (Р -_ 1 Предлагаемал шихта, мае Z, но варианту пп ПРТ и энту 2 6 7 8 г0,351) (F> 0,351) ( Р > 0 , 3 5 ї ) 2 (р>о,ззі) нр