RU2047664C1 - Шихта для выплавки силикомарганца - Google Patents
Шихта для выплавки силикомарганца Download PDFInfo
- Publication number
- RU2047664C1 RU2047664C1 SU5060925A RU2047664C1 RU 2047664 C1 RU2047664 C1 RU 2047664C1 SU 5060925 A SU5060925 A SU 5060925A RU 2047664 C1 RU2047664 C1 RU 2047664C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- manganese
- silicomanganese
- ratio
- charge
- quartzite
- Prior art date
Links
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 229910000720 Silicomanganese Inorganic materials 0.000 title abstract description 18
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 55
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 239000011044 quartzite Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 19
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 17
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 2
- MQMHJMFHCMWGNS-UHFFFAOYSA-N phosphanylidynemanganese Chemical compound [Mn]#P MQMHJMFHCMWGNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 14
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 13
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 13
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 10
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910000914 Mn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010039509 Scab Diseases 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mn+2] PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Использование: черная металлургия, при производстве силикомарганца в электропечах. Сущность изобретения: шихта для выплавки силикомарганца содержит компоненты при следующем соотношении, мас. углеродистый восстановитель 12 18; кварцит 11 - 14; отходы производства 0,1 5,0; марганцевый агломерат с отношением фосфора к марганцу, равным 0,0035 0,005 63,0 75,9. 2 табл.
Description
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве марганцевых сплавов, а именно при производстве силикомарганца в электропечах.
Известна шихта для выплавки силикомарганца, состоящая из марганцевого агломерата, кварцита и коксика [1] Недостатком этой шихты является низкое извлечение марганца и особенно кремния и высокий удельный расход электроэнергии.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является шихты [2] включающая марганецсодержащее сырье, кварцит, углеродистый восстановитель, при следующем соотношении компонентов, мас.
Марганецсодержащее сырье 70 Кварцит 13
Углеродистый восстановитель 17
Недостатком известной шихты, как и предыдущей, является низкое извлечение марганца 73-77% кремния 40-43% высокое содержание фосфата в сплаве (более 0,40%) и повышенный удельный расход электроэнергии 4030-4250 кВт.ч/б.т.
Углеродистый восстановитель 17
Недостатком известной шихты, как и предыдущей, является низкое извлечение марганца 73-77% кремния 40-43% высокое содержание фосфата в сплаве (более 0,40%) и повышенный удельный расход электроэнергии 4030-4250 кВт.ч/б.т.
Целью изобретения является получение силикомарганца с пониженным содержанием фосфора (менее 0,35% ), повышение извлечения марганца и кремния в сплав и снижение удельного расхода электроэнергии.
Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая шихта содержит в качестве марганецсодержащего сырья марганцевый агломерат с отношением фосфора к марганцу, равным 0,0035-0,005, при следующем соотношении компонентов, мас.
Углеродистый восстановитель 12-18 Кварцит 11-14 Отходы производства 0,1-5,0
Марганцевый агломерат
с отношением фосфора
к марганцу равным 0,0035-0,005 63-76,9
Поскольку заявляемая совокупность существенных признаков позволяет достигнуть цель, обусловленную соответственными отличительными признаками, заявленное техническое решение соответствует требованию "положительный эффект" по наличию разницы в результатах (повышение извлечения марганца и кремния, снижение содержания фосфора в сплаве, уменьшение расхода электроэнергии).
Марганцевый агломерат
с отношением фосфора
к марганцу равным 0,0035-0,005 63-76,9
Поскольку заявляемая совокупность существенных признаков позволяет достигнуть цель, обусловленную соответственными отличительными признаками, заявленное техническое решение соответствует требованию "положительный эффект" по наличию разницы в результатах (повышение извлечения марганца и кремния, снижение содержания фосфора в сплаве, уменьшение расхода электроэнергии).
По каждому отличительному признаку проведен поиск по научно-технологической литературе и патентной документации. Известных технических решений со сходными признаками, выполняющими заявляемую функцию, не обнаружено. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует требованию "существенные отличия".
Теоретические предпосылки и технологическая сущность предлагаемого состава шихты заключается в следующем. Как известно, силикомарганец представляет собой многокомпонентный сплав, химический состав которого регламентируется ГОСТ 4756-77. Поскольку применяемое марганцевое сырье (концентраты, агломерат) имеют высокое удельное содержание фосфора (Р/Мn >0,005) в настоящее время основное количество силикомарганца на НЗФ выплавляется с содержанием фосфора более 0,4% Для выплавки сплава с содержанием фосфора до 0,35 в шихту дополнительно вводят малофосфористый шлак.
Процесс образования силикомарганца в электропечи носит сложный характер и состоит из нескольких стадий. Вначале развиваются процессы восстановления высших оксидов марганца с участием СО, а затем MnO и FeO восстанавливаются до карбидов. В зоне высоких температур получает развитие реакция восстановления кремнезема. Наличие металлического расплава термодинамически облегчает процесс восстановления кремния и образования силикомарганца.
(SiO2)+2C+[Mn, Fe, Cx][Mn, Fe, Si, Cx]+2CO
При выплавке силикомарганца, наряду с необходимостью иметь высокое извлечение марганца, требуется также и достижение максимального извлечения кремния при минимальном содержании в сплаве фосфора. Вместе с тем в настоящее время данная цель не достигается как при выплавке сплава с применением обычного высокофосфористого (Р/Mn>0,0050) марганцевого сырья, так и с дополнительным введением в шихту передельного малофосфористого шлака. Кроме того, введение в шихту малофосфористого шлака значительно ухудшает кинематические и термодинамические условия восстановления марганца и кремния, а также снижает производительность процесса.
При выплавке силикомарганца, наряду с необходимостью иметь высокое извлечение марганца, требуется также и достижение максимального извлечения кремния при минимальном содержании в сплаве фосфора. Вместе с тем в настоящее время данная цель не достигается как при выплавке сплава с применением обычного высокофосфористого (Р/Mn>0,0050) марганцевого сырья, так и с дополнительным введением в шихту передельного малофосфористого шлака. Кроме того, введение в шихту малофосфористого шлака значительно ухудшает кинематические и термодинамические условия восстановления марганца и кремния, а также снижает производительность процесса.
Исследованиями кинетики восстановления силикомарганцевых шихт установлено, что при увеличении в шихте малофосфористого шлака снижается извлечение марганца (ηMn) и кремния (ηSi). Статистическая обработка результатов исследований позволила описать эту закономерность следующими уравнениями регрессии:
ηMn=77,6-0,0031˙Qшл;
ηSi=48,6-0,0039˙Qшл.
ηMn=77,6-0,0031˙Qшл;
ηSi=48,6-0,0039˙Qшл.
Следует отметить, что приведенные зависимости относятся к лабораторным опытам и очевидно, что в реальных условиях могут быть отклонения.
Выбор граничных значений предложенных компонентов шихты обусловлен требованиями к составу силикомарганца по ГОСТ 4756-77, а также обнаруженной зависимостью между соотношением компонентов, извлечением марганца, кремния, расходом электроэнергии и содержанием фосфора в сплаве.
Проведенными исследованиями установлено, что при содержании в шихте менее 63% марганцевого сырья содержание марганца в сплаве падает ниже допустимых пределов, а необходимое пропорциональное увеличение в шихте доли восстановителя и кварцита нарушает нормальный ход выплавки (растраивается электрический режим, наблюдается аварийный режим работы узлов и оборудования печи). Если повысить долю марганцевого сырья свыше 76,9, то в результате недостатка восстановителя и кварцита 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 Р/Мn более 0,005 не позволяет получить силикомарганец с содержанием фосфора менее 0,35% и не отвечает требованиям ГОСТ 4756-77. Использование в шихту агломерата с отношением Р/Мn 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 18% резко возрастает содержание кремния в сплаве, превышая допустимое ГОСТом (ГОСТ 4756-77). Кроме того, в результате увеличения электропроводности шихты нарушается электрический режим и растет расход электроэнергии.
Введение в шихту менее 11% кварцита не позволяет получить стандартный по кремнию сплав, а при содержании кварцита более 14% растет удельный расход электроэнергии за счет ухудшения шлакового режима и падает производительность.
При содержании в шихте менее 0,1% отходов производства (шлаковые корки, отсевы шлакопереработки и т.д.) снижается и извлечение марганца, удельная производительность печи и растет расход электроэнергии. Это же наблюдается и при превышении содержания отходов производства в шихте более 5,0%
Для подтверждения выбранных граничных значений компонентов шихты и граничных значений соотношений Р/Мn в марганцевом агломерате в идентичных условиях проведены исследования по выплавке силикомарганца на известной и предложенной шихте. Опытные плавки проводили в промышленной электропечи РПЗ-63 МВА.
Для подтверждения выбранных граничных значений компонентов шихты и граничных значений соотношений Р/Мn в марганцевом агломерате в идентичных условиях проведены исследования по выплавке силикомарганца на известной и предложенной шихте. Опытные плавки проводили в промышленной электропечи РПЗ-63 МВА.
В качестве шихтовых материалов применялись агломерат марганцевый (СТП 146-50-91), шлак марганцевый малофосфористый (ТУ 14-9-181-89), кокс сортированный (ГОСТ 9188-74), кварцит Овручского месторождения (ТУ 14-5-140-82). Химический состав использованных шихтовых материалов приведен в табл. 1.
Для сравнительного анализа результатов выплавки силикомарганца в известной шихте использовали три вида марганцевого сырья (N 1-3):1 агломерат с отношением Р/Мn выше верхнего предела; 2 агломерат с отношением Р/Мn выше верхнего предела и малофосфористый шлак с отношением ниже нижнего; 3 в шихту дополнительно вводили марганецсодержащие отходы производства.
В предлагаемый состав шихты вводили три вида агломерата: с промежуточным соотношением Р/Мn= 0,0042; с указанным соотношением на нижнем пределе Р/Мn= 0,0035 и верхнем предложенном пределе Р/Мn=0,005.
В табл. 2 приведены составы известной и предложенной шихты и показатели выплавки силикомарганца на этих шихтах по вариантам. Учитывая необходимость обоснования, наряду с заявляемыми пределами шихты, пределов соотношения Р/Мn в агломерате, в табл. 2 вариантом с известной шихтой противопоставлены результаты трех испытаний по каждому варианту предложенного состава шихты.
Проведенные исследования показали (табл. 2), что выплавка силикомарганца с применением в предложенный состав шихты марганцевого агломерата с отношением Р/Мn= 0,0035-0,005 позволяет получить силикомарганец с пониженным содержанием фосфора (Р<0,35%) при одновременном повышении извлечения в сплав марганца, кремния и снижения удельного расхода электроэнергии, что в условиях НЗФ позволит получить значительный экономический эффект.
Claims (1)
- ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ СИЛИКОМАРГАНЦА, содержащая углеродистый восстановитель, кварцит, отходы производства и марганецсодержащее сырье, отличающаяся тем, что в качестве марганецсодержащего сырья она содержит марганцевый агломерат с отношением фосфора к марганцу 0,0035 0,005 при следующем соотношении компонентов, мас.Углеродистый восстановитель 12 18
Кварцит 11 14
Отходы производства 0,1 5,0
Марганцевый агломерат с отношением фосфора к марганцу 0,0035 0,005 63,0 76,9
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5060925 RU2047664C1 (ru) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | Шихта для выплавки силикомарганца |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5060925 RU2047664C1 (ru) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | Шихта для выплавки силикомарганца |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2047664C1 true RU2047664C1 (ru) | 1995-11-10 |
Family
ID=21612634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5060925 RU2047664C1 (ru) | 1992-07-20 | 1992-07-20 | Шихта для выплавки силикомарганца |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2047664C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2449038C1 (ru) * | 2010-09-23 | 2012-04-27 | УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИИ УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН (ИМЕТ УрО РАН) | Шихта для выплавки ферросиликомарганца |
| RU2567412C2 (ru) * | 2013-12-27 | 2015-11-10 | Иван Миронович Кашлев | Шихта для выплавки ферросиликомарганца в руднотермической электропечи |
| RU2774703C1 (ru) * | 2021-12-20 | 2022-06-21 | Константин Сергеевич Ёлкин | Шихта для получения ферросиликомарганца |
-
1992
- 1992-07-20 RU SU5060925 patent/RU2047664C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1039977, кл. C 22C 33/04, 1983. * |
| 2. Техническая инструкция на выплавку силикомарганца в закрытых печах РПЗ - 48(63) РКГ - 75, РКЗ - 16.5. ТИ 146 - Ф - 40 - 84. Никополь, 1990. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2449038C1 (ru) * | 2010-09-23 | 2012-04-27 | УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИИ УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН (ИМЕТ УрО РАН) | Шихта для выплавки ферросиликомарганца |
| RU2567412C2 (ru) * | 2013-12-27 | 2015-11-10 | Иван Миронович Кашлев | Шихта для выплавки ферросиликомарганца в руднотермической электропечи |
| RU2774703C1 (ru) * | 2021-12-20 | 2022-06-21 | Константин Сергеевич Ёлкин | Шихта для получения ферросиликомарганца |
| RU2788459C1 (ru) * | 2022-02-21 | 2023-01-19 | Константин Сергеевич Ёлкин | Шихта для получения марганцевых ферросплавов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2047664C1 (ru) | Шихта для выплавки силикомарганца | |
| US4155753A (en) | Process for producing silicon-containing ferro alloys | |
| RU2020180C1 (ru) | Способ выплавки феррованадия в дуговой электропечи | |
| RU2048581C1 (ru) | Шихта для выплавки высокоуглеродистого ферромарганца | |
| AT502312A1 (de) | Verfahren zur direkten stahllegierung | |
| DE19705996C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Titandioxid enthaltendem Zuschlagstoff | |
| RU2082785C1 (ru) | Способ извлечения металла из шлака производства передельного ферросиликохрома | |
| US5573572A (en) | Process for the production of tantalum-niobium concentrates | |
| DE2629020C2 (de) | Verfahren zum entphosphorn von metallen und legierungen | |
| SU1708907A1 (ru) | Алюминотермический способ выплавки феррованади | |
| RU2374349C1 (ru) | Способ выплавки ванадийсодержащих сплавов | |
| RU2004599C1 (ru) | Смесь дл легировани расплава | |
| RU2398907C2 (ru) | Способ получения высокопроцентного ферротитана | |
| DE2853007A1 (de) | Verfahren zur herstellung von siliziumhaltigen ferrolegierungen | |
| CN112593040B (zh) | 一种转炉提钒冷却剂及其应用 | |
| SU1759891A1 (ru) | Шихта дл переработки отходов легированных сталей и сплавов в шихтовую заготовку | |
| SU981379A1 (ru) | Способ выплавки низколегированной стали | |
| SU434104A1 (ru) | Рафинирующая смесь | |
| RU2368689C2 (ru) | Способ получения ванадийсодержащих сплавов и лигатур | |
| SU1747503A1 (ru) | Шихта дл выплавки малофосфористого марганцевого шлака | |
| RU1770435C (ru) | Способ выплавки сплавов с ванадием | |
| RU2285726C1 (ru) | Способ выплавки стали в подовом сталеплавильном агрегате | |
| SU831842A1 (ru) | Шихта дл выплавки силикомарганца | |
| SU1650749A1 (ru) | Шихта дл выплавки силикомарганца | |
| SU990851A1 (ru) | Шихта дл получени ферроникел |