FR2626892A1 - Process for controlling a metallurgical reactor intended for the manufacture of ferrous manganese alloys - Google Patents
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Abstract
Une méthode de réglage du réacteur métallurgique affecté à la fabrication du ferro-alliage manganésé, en réalisant une production simultanée d'un ferro-alliage manganésé et d'un laitier dont la teneur en manganèse est réglée à un niveau constant donné et comprise pour la constante K entre 0,3 et 0,6. La constante K =SiO2 (CaO + 1,3 MgO + 0,79 MnO + 0,3 BaO)SiO2 L'indice de basicité Ca + MgO + BaO a une valeur donnée toujours supérieure à la valeur K, permettant d'obtenir un laitier à teneur en manganèse comprise entre 5 et 45 % et une teneur en phosphore inférieure à 0,02 %.A method of adjusting the metallurgical reactor assigned to the manufacture of the manganese ferroalloy, by carrying out a simultaneous production of a manganese ferroalloy and a slag, the manganese content of which is set at a given constant level and included for the constant K between 0.3 and 0.6. The constant K = SiO2 (CaO + 1.3 MgO + 0.79 MnO + 0.3 BaO) SiO2 The basicity index Ca + MgO + BaO has a given value always greater than the K value, making it possible to obtain a slag with a manganese content of between 5 and 45% and a phosphorus content of less than 0.02%.
Description
La présente invention concerne une méthode deréglage des réac teurs métallurgiques produisant des ferroalliages manganésés par traitement d'une charge composée de minerais de manganese et de fer,de fondants calcaires et siliceux, de toutes autres additions jugées utiles et d'un vecteur. carboné (coke, charbon, lignite, fioul..) intervenant comme réducteur et éventuellement comme combustible, et utilisant pour assurer les besoins ther- miques de la réduction toute forme connue l'énergie $électrique appliquée directement (arc électrique). The present invention relates to a method for adjusting metallurgical reactors producing manganese ferroalloys by treatment of a charge composed of manganese and iron ores, calcareous and siliceous fluxes, all other additions deemed useful and a vector. carbonaceous (coke, coal, lignite, fuel oil, etc.) acting as a reducing agent and possibly as a fuel, and using to assure the thermal needs of the reduction any known form the electric energy directly applied (electric arc).
La méthode de réglage proposée généralise å tous les réacteurs métallurgiques produisant des ferroalliages manganésés. et utilisant une source quelconque d'énergie, une technique jusqu'alors réservée aux fours électriques de réduction de minerai
La méthode de réglage; proposée selon notre invention permet l'élaboration simultanée et sans. augmentation de la consomma tion spécifique de combustible ou plus généralement d'énergie, du ferroalliage désiré et d'un laitier à teneur très élevée en manganèse.Ce laitier constitue une matière Première de qualité, debarrassée des impuretés des minerais de manganèse et autres compoosants de la charge, qui peut être avantageusement recyclée dans d'autres fabrications d'alliages manganèses. The proposed adjustment method generalizes to all metallurgical reactors producing manganese ferroalloys. and using any source of energy, a technique previously reserved for electric ore reduction furnaces
The adjustment method; proposed according to our invention allows the simultaneous and without production. increase in the specific consumption of fuel or more generally of energy, of the desired ferroalloy and of a slag with a very high manganese content. This slag constitutes a high-quality raw material, freed from the impurities of manganese ores and other ingredients. the filler, which can advantageously be recycled in other manganese alloy manufacturing.
On désigne dans les commentaires qur suivent: -par charge, les quantités de minerais de manganèse et de fer de fondants et additions de toutes natures et de vecteur car- bon nécessairess à la production d'une tonne de ferroallia- ge manganésé.The following comments denote: - per charge, the quantities of manganese and iron ores of fluxes and additions of all kinds and of carbon carrier necessary for the production of a ton of manganese ferroalloy.
-par consommation spécifique d'énergie la quantité d'énergie sous quelque forme que ce soit, nécessaire ê la production d'une une tonne de ferroalliage manganésé.-by specific energy consumption the amount of energy in any form whatsoever, necessary for the production of one ton of manganese ferroalloy.
Le réglage classique de la composition d'une-charge màanganésée traitée par tout autre technique de réduction que l'électro- tnermie,par exemple la carbothermie conduit en même temps qu 'à la production d1un métal,à l'élaboration d'un laitier aussi pauvrre que possible en manganèse et rejeté au crassier.Ce réglane est obtenu par introduction dans la charge de fondants calcaires (chagnésie, baryte).Le laitier élaboré a un indice
SiO2/(CaO+MgO+BaO) très calcaire compris habituellement entre 0.50 et 0.65,et sa teneur en manganèse est comprise entre-4 et 10%.Le rapport des teneurs en manganèse motal-laitier est alors compris entre 20 et 8.Le pourcentage de manganèse réduit én métal par rapport au manganèse (oxyde) introduit sous forme de minerai dans la charge varie de 9S 95 à à 80% suivant la quantite de laitier élaboré Par tonne de ferroalliage et la teneur en manganèse de ce laitier.The conventional adjustment of the composition of a manganese feed treated by any other reduction technique than electro-thermism, for example carbothermy leads, at the same time as to the production of a metal, to the production of a slag as poor as possible in manganese and rejected with crassier.This regulane is obtained by introduction in the load of calcareous fluxes (chagnésie, baryte). The slag produced has an index
SiO2 / (CaO + MgO + BaO) very limestone usually between 0.50 and 0.65, and its manganese content is between -4 and 10%. The ratio of the levels of motal-dairy manganese is then between 20 and 8.The percentage of manganese reduced en metal compared to manganese (oxide) introduced in the form of ore in the charge varies from 95% to 80% depending on the quantity of slag produced per ton of ferroalloy and the manganese content of this slag.
Le manganèse réduit sous forme métallique consomme pour la ré- duction suivant la réaction: nO+C=Mn~Co, une partie du carbone chargé,Le solde qui,dans le cas de la carbothermie, constitue la fraction la plus importante, assure par combustion l'énergie nècéssaire & la réduction.Toute augmentation de la quantité de manganèse introduit sous forme de minerai dans la charge sans ajustement de la quantité de carbone combustible chargé provo- que un refroidissement du réacteur et une dégradation des paramètres de marche du process
Il an est de mème pours tous les autres procédés quelle que soit la forme d'énérgie retenue pour assurer les besoins ther- miques de la réduction.Il est bien connu en fabrication de ferroalliages manganésés à laitier perdu suivant les procédés décrits plus baut,qu'une variation de l'indice de basicité du laitier SiO2/(CaO+MgO+BaO) provoque une variation de sa teneur en manganèse, celle-ci diminut lorsqu'on rend le laitier plus calcaire.Cette propriété est avantageusement utilisée par les opérateurs pour optimiser la teneur en manganèse du laitier an
Pratiquant un réglage de l'indice dans une plage relativement étroite
Est également bien connue l'impossibilité de séparer dans. les conditions précédentes du manganèse et du fer réduits à l'état métallique pour former le ferroalliage, un certain nombre d'éléments présents comme impuretés dans la charge::phosphore, mêtaux plus facilement réductibles que le manganese, etc.. Ces éléments se retrouvent comme impuretés dans le ferroalliage produit comme par exemple le phosphore dont l'influence très négative sur les propriétés de l'acier est redoutée des sidérurgistes,ou encore comme certains métaux dont la présence à l'état traces modifie sensiblement l'aptitude de l'acier à la déformation par laminage, forgeage, emboutissage etc.Manganese reduced in metallic form consumes for reduction according to the reaction: nO + C = Mn ~ Co, part of the charged carbon, The balance which, in the case of carbothermia, constitutes the most important fraction, ensures by combustion the necessary energy & reduction. Any increase in the amount of manganese introduced in the form of ore into the feed without adjustment of the amount of charged combustible carbon causes cooling of the reactor and a deterioration of the operating parameters of the process.
It is the same for all the other processes whatever the form of energy chosen to ensure the thermal needs of the reduction. It is well known in the manufacture of manganese ferroalloys with lost slag according to the processes described above. '' a change in the basicity index of the slag SiO2 / (CaO + MgO + BaO) causes a change in its manganese content, this decreases when the slag is made more calcareous.This property is advantageously used by operators to optimize the manganese content of the slag year
Practicing index setting in a relatively narrow range
The impossibility of separating in is also well known. the previous conditions of manganese and iron reduced to the metallic state to form ferroalloy, a certain number of elements present as impurities in the charge :: phosphorus, metals more easily reducible than manganese, etc. These elements are found as impurities in the ferroalloy produced such as for example phosphorus whose very negative influence on the properties of steel is feared by steelmakers, or even like certain metals whose presence in trace state appreciably modifies the ability of the deformation steel by rolling, forging, stamping etc.
Un certain nombre de procédés ont été mis au point pour puri- fier le minerai de manganèse avant emploi, notamment pour le débarrasser du phosphore quelquefois présent en pourcentage important. Ces procédés mettent en oeuvre une réduction sélective préalable, obligent à un double traitement du minerai à haute température et se révèlent peu économiques.A certain number of processes have been developed to purify the manganese ore before use, in particular to rid it of the phosphorus sometimes present in significant percentage. These methods implement a selective reduction beforehand, require a double treatment of the ore at high temperature and prove to be uneconomical.
Selon notre invention. tout réacteur métallurgique destiné à la fabrication de ferroalliages mangenésés et utilisant une forme quelconque d'énergie. par exemple l'énergie produite par la com- bustion d'une matière carbonée (carbothermie) ou l'énergie apportée par des quz réducteurs à haute température est caractérisé pour une analyse donnée du métal produit par. une relation liant les éléments constitutifs du laitier élaboré en même temps que le ferroalliaqe lorsqu'on fait varier la quantité d'oxyde de manganèse introduite sous forme de minerai dans lacharge à traiter.According to our invention. any metallurgical reactor intended for the manufacture of ferroalloys mangenésés and using any form of energy. for example the energy produced by the combustion of a carbonaceous material (carbothermy) or the energy provided by reducing reducing agents at high temperature is characterized for a given analysis of the metal produced by. a relationship linking the constituent elements of the slag produced at the same time as the ferroalliaqe when the quantity of manganese oxide introduced in the form of ore is varied in the charge to be treated.
Cette relation est de la forme:
SiO2/(CaO+1.37MgO+0.79MnO+0.3BaO)=constante=k
Les différents constituants du laitier y interviennent en pourcentages pondéraux;1'intervention de coefficients affectant les constituants MgO.MnO et BaO, permet l'expression d'une basicité molaire.La constante k peut être estimée pour un réacteur donné par l'analyse de ses paramêtres de marche.This relationship is of the form:
SiO2 / (CaO + 1.37MgO + 0.79MnO + 0.3BaO) = constant = k
The various constituents of the slag intervene there in percentages by weight; the intervention of coefficients affecting the constituents MgO.MnO and BaO, allows the expression of a molar basicity. The constant k can be estimated for a given reactor by the analysis of its walking parameters.
L'existence de la relation précédente implique qu'une diminution de l'indice pondéral SiO2/(CaO+MgO+baO), indice de réglage habituel du laitier s accompagne d'une diminution de la teneur en MnO et impose une diminution de la quantité d'oxyde de manganèse introduite sous forme de minerai dans la charge pour une analyse donnée du ferroalliage à produire. Il en serait de façon inverse pour une augmentation de l'indice pondéral.The existence of the previous relationship implies that a decrease in the SiO2 / (CaO + MgO + baO) weight index, the usual slag adjustment index, is accompanied by a decrease in the MnO content and imposes a decrease in the quantity of manganese oxide introduced in the form of ore into the feed for a given analysis of the ferroalloy to be produced. It would be the opposite for an increase in the weight index.
Ces évolutions de la quantité d'oxyde de manganèse introduite dans la charge d'une part,et celle correspondante de la teneur en oxyde de manganèse du laitier, se font selon notre invention sans variation de la consommation spécifique d'énergie sous quelle que forme que se présente celle-ci, sans variation de la "mise au mille" de combustible carboné dans le cas de la carbothermie par exemple, pourvu que la valeur de la constante k soit maintenue
Il est ainsi possible, selon notre invention, en utilisant la relation: SiO2/(CaO+1.37MgO+0.79MnO+0.3BaO)=constante =k dans un mode adapté de calcul de la charge ,d'assurer simultanément la production d'un ferroalliage manganésé à l'analyse commerciale et l'élaboration d'un laitier d'autant plus riche en manganèse sous forme MnO que la. quantité d'oxyde de manganè chargée sous forme de minerai est plus grande. These changes in the amount of manganese oxide introduced into the feed on the one hand, and that corresponding to the manganese oxide content of the slag, are made according to our invention without variation in the specific energy consumption in whatever form that this one presents, without variation of the "setting with the thousand" of carbonaceous fuel in the case of carbothermie for example, provided that the value of the constant k is maintained
It is thus possible, according to our invention, using the relation: SiO2 / (CaO + 1.37MgO + 0.79MnO + 0.3BaO) = constant = k in a suitable mode of load calculation, to simultaneously ensure the production of a manganese ferroalloy for commercial analysis and the development of a slag all the richer in manganese in MnO form than. the amount of manganese oxide loaded in the form of ore is greater.
Le ferroalliage produit dans ces conditions rassemble la majeure partie des impuretés contenus dans la charge et peut étre réservé aux emplois les moins exigeants sur le plan de la qua---- lité.Le laitier au contraire ne contient plus que des traces de phosphore et de métaux plus réductibles que le manganèse.The ferroalloy produced under these conditions collects most of the impurities contained in the feed and can be reserved for the least demanding jobs in terms of quality. Slag, on the contrary, only contains traces of phosphorus and of more reducible metals than manganese.
Ce laitier constitue donc une matière première de Choix pour l'élaboration d'alliages manganésés à teneurs en phosphore et elèments d'impureté faibles ou très faibles.This slag is therefore a raw material of choice for the development of manganese alloys with phosphorus contents and elements of low or very low impurity.
L'exemple suivant décrit une application du procédé qui fait l'objet de la présente invention
Un réacteur produit 1 tonne de ferroalliage à 7% de manganèse
Mn, 1.0% de silicium et 0.200% de phosphore en traitant une charge composée. notamment de 1950 kg de minerai de manganèse (à 5% de Silice, 7% de fer, 5% d'alumine et 47% de manganése), de 800 kilogs de combustible carboné(coke métallurgique à 88% de carbone), le solde de l'énergie nécessaire e la réduction étant apporté par un mélange gazeux air-oxygene & 25% de 2 à la température de 1600 C.Le laitier élaboré en même temps que le métal a un indice de basicité SiO2/(CaO+MgO+BaO) réglé à 0.6 et sa teneur an Mn est de 12%.On élabore 600 kilogs de ce laitier qui est rejeté au crassier. le manganèse contenu étant perdu.The following example describes an application of the method which is the subject of the present invention
A reactor produces 1 ton of 7% manganese ferroalloy
Mn, 1.0% silicon and 0.200% phosphorus by treating a compound charge. notably 1950 kg of manganese ore (5% Silica, 7% iron, 5% alumina and 47% manganese), 800 kg of carbonaceous fuel (metallurgical coke with 88% carbon), the balance of the energy required and the reduction being provided by a gaseous air-oxygen mixture & 25% of 2 at the temperature of 1600 C. The slag produced at the same time as the metal has a basicity index SiO2 / (CaO + MgO + BaO) set to 0.6 and its content in Mn is 12%. 600 kilograms of this slag are produced, which is rejected in the dumpster. the manganese contained being lost.
L'analyse des paramètres de marche du réacteur dégage comme valeur de la constante k:0.39,
Selon notre invention, en reportant la valeur précédente de k dans un nouveau calcul de charge, il est Possible de régler le réacteur pour qu'il Produise toujours 1 tonne de métal & même analyse en Mn et Si et à 0.250% de Phosphore, sans augmentation de la dépense d'énergie. On élabore en même temps 820 kilogs de laitier ayant un indice debasicité de 1.13 et une teneur en Mn de 32%.La quantité de minerai chargé est de 230D kilogs,
Le laitier ainsi élaboré peut servir à la production de silicomanganèse a 20% de Si et 65% de Mn,de haute qualité en raison de sa trés faible teneur en phosphore de 0.020%.The analysis of the operating parameters of the reactor gives as the value of the constant k: 0.39,
According to our invention, by transferring the previous value of k in a new charge calculation, it is possible to adjust the reactor so that it always Produces 1 tonne of metal & same analysis in Mn and Si and at 0.250% of Phosphorus, without increased energy expenditure. 820 kilograms of slag are produced at the same time with a base index of 1.13 and an Mn content of 32%. The quantity of ore loaded is 230D kilogs,
The slag thus produced can be used for the production of silico-manganese at 20% Si and 65% Mn, of high quality because of its very low phosphorus content of 0.020%.
Par comparaison avec le procédé classique, la production de si licomanganêse aurait demandé 500 kilogs de minerai supplémentaires et la teneur en phosphore du métal aurait été de 0.165%.Compared with the conventional process, the production of si licomanganêse would have required 500 kilograms of additional ore and the phosphorus content of the metal would have been 0.165%.
La consommation totale de minerai pour la Production du ferroalliage à 78% de Mn et 0.200% de P et du silicomangaenèse à 65% de Mn et 0.165% de P aurait été supàrieure de 130 kilogs. The total consumption of ore for the production of ferroalloy at 78% Mn and 0.200% P and silicomangaenesis at 65% Mn and 0.165% P would have been greater than 130 kg.
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| FR8801557A Withdrawn FR2626892A1 (en) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | Process for controlling a metallurgical reactor intended for the manufacture of ferrous manganese alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2626892A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3074793A (en) * | 1961-09-21 | 1963-01-22 | Union Carbide Corp | Process for the production of mediumto low-carbon ferromanganese |
| FR1351999A (en) * | 1963-03-26 | 1964-02-07 | Union Carbide Corp | Low silicon, medium to low carbon ferro-manganese production process |
| DE1213454B (en) * | 1961-01-07 | 1966-03-31 | Hoesch Ag | Process for the production of ferromanganese |
| GB1115695A (en) * | 1966-01-25 | 1968-05-29 | Interlake Steel Corp | Manufacture of ferromanganese alloy |
-
1988
- 1988-02-10 FR FR8801557A patent/FR2626892A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1213454B (en) * | 1961-01-07 | 1966-03-31 | Hoesch Ag | Process for the production of ferromanganese |
| US3074793A (en) * | 1961-09-21 | 1963-01-22 | Union Carbide Corp | Process for the production of mediumto low-carbon ferromanganese |
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