RU2458994C1 - Manganese doping method for cast iron - Google Patents
Manganese doping method for cast iron Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458994C1 RU2458994C1 RU2011123752/02A RU2011123752A RU2458994C1 RU 2458994 C1 RU2458994 C1 RU 2458994C1 RU 2011123752/02 A RU2011123752/02 A RU 2011123752/02A RU 2011123752 A RU2011123752 A RU 2011123752A RU 2458994 C1 RU2458994 C1 RU 2458994C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- manganese
- cast iron
- slag
- refined
- silicothermic
- Prior art date
Links
- 239000011572 manganese Substances 0.000 title claims abstract description 56
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 47
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910000914 Mn alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 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 claims abstract description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 14
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 7
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 8
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 abstract 2
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 abstract 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам получения чугуна, и может быть использовано для получения чугуна с требуемым содержанием марганца.The invention relates to ferrous metallurgy, and in particular to methods for producing cast iron, and can be used to produce cast iron with the required manganese content.
Для получения чугуна известна шихта, включающая железосодержащие сырье, марганецсодержащее сырье, кокс и известняк (Вегман Е.Ф., Жеребин Б.Н., Похвиснев А.Н., Юсфин Ю.С., Курунов И.Ф., Пареньков А.Е., Черноусов П.И. Металлургия чугуна. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. 774 с.). В зависимости от химического состава железосодержащего сырья (руды или концентрата) на получение 1 т чугуна расходуется 1700-1900 кг железосодержащего сырья, 500-550 кг кокса, 200-250 кг известняка.To obtain pig iron, a charge is known, including iron-containing raw materials, manganese-containing raw materials, coke and limestone (Vegman E.F., Zherebin B.N., Pokhvisnev A.N., Yusfin Yu.S., Kurunov I.F., Parenkov A. E., Chernousov P.I. Metallurgy of pig iron. - M.: IKC "Akademkniga", 2004. 774 p.). Depending on the chemical composition of the iron-containing raw materials (ore or concentrate), 100-1900 kg of iron-containing raw materials, 500-550 kg of coke, 200-250 kg of limestone are consumed to produce 1 ton of pig iron.
В соответствии с ГОСТ чугун различных марок содержит от 0,3 до 1,5% марганца. Для получения такого содержания марганца в чугуне в шихту добавляют марганецсодержащее сырье в количестве 20-30 кг на 1 т чугуна. Постоянное удорожание марганецсодержащего сырья требует изыскания методов снижения удельного расхода марганецсодержащего сырья (руды, концентратов).In accordance with GOST, cast iron of various grades contains from 0.3 to 1.5% manganese. To obtain such a content of manganese in cast iron, manganese-containing raw materials are added to the mixture in an amount of 20-30 kg per 1 ton of cast iron. The constant rise in the cost of manganese-containing raw materials requires finding methods to reduce the specific consumption of manganese-containing raw materials (ores, concentrates).
Техническим результатом, достигаемым в изобретении, является снижение удельного расхода марганецсодержащего сырья.The technical result achieved in the invention is to reduce the specific consumption of manganese-containing raw materials.
Технический результат достигается тем, что легирование осуществляют отвальным шлаком силикотермической плавки рафинированных марганцевых сплавов, содержащим, мас.%: 18-22 MnO, 0,003-0,005 P, 26-29 SiO2, 43-46 CaO, 2-4 Al2O3, 2-4 MgO, 0,1-0,2 FeO, 0,1-0,2% S, который предварительно засыпают на дно ковша в количестве, определяемом требуемым содержанием марганца в чугуне.The technical result is achieved by the fact that alloying is carried out by dump slag of silicothermal smelting of refined manganese alloys, containing, wt.%: 18-22 MnO, 0.003-0.005 P, 26-29 SiO 2 , 43-46 CaO, 2-4 Al 2 O 3 , 2-4 MgO, 0.1-0.2 FeO, 0.1-0.2% S, which is previously poured onto the bottom of the bucket in an amount determined by the required manganese content in cast iron.
Шлак процессов выплавки рафинированных марганцевых сплавов силикотермическим способом характеризуется высоким содержанием марганца (13-16% Mn). Шлак этих процессов отвальный, следовательно, содержащийся в нем марганец теряется. В связи с высокой кратностью шлака (3,5-4) извлечение марганца в металл в этих процессах не превышает 60-65%. (Лякишев Н.П., Гасик М.И., Дашевский В.Я. Металлургия ферросплавов. Ч.1. - М.: Учеба. 117 с.).The slag of the processes of smelting refined manganese alloys in a silicothermal way is characterized by a high manganese content (13-16% Mn). The slag of these processes is waste, therefore, the manganese contained in it is lost. Due to the high slag ratio (3.5–4), the extraction of manganese into the metal in these processes does not exceed 60–65%. (Lyakishev N.P., Gasik M.I., Dashevsky V.Ya. Metallurgy of ferroalloys. Part 1. - M .: Study. 117 p.).
При взаимодействии жидкого чугуна со шлаком в ковше протекает реакция между углеродом чугуна и оксидом марганца шлакаWhen molten iron interacts with slag, a reaction occurs between the carbon of cast iron and the slag manganese oxide in the ladle
(MnO)+[C]=[Mn]+CO (г).(MnO) + [C] = [Mn] + CO (g).
в результате которой восстановленный марганец переходит в чугун. На восстановление одного атома марганца расходуется один атом углерода. В связи с существенной разницей атомных масс марганца (55) и углерода (12) количество восстановленного марганца по массе превышает практически в 4,5 раза массу израсходованного на восстановление углерода. Использование для легирования чугуна марганцем шлака силикотермической плавки рафинированных марганцевых сплавов позволяет снизить удельный расход марганецсодержащего сырья при выплавке чугуна, а также полезно извлечь часть марганца из шлака, которая безвозвратно теряется, и за счет этого повысить сквозное извлечение марганца в процессах выплавки рафинированных марганцевых сплавов.as a result of which reduced manganese goes into cast iron. The reduction of one manganese atom consumes one carbon atom. Due to the significant difference in the atomic masses of manganese (55) and carbon (12), the amount of reduced manganese by mass exceeds almost 4.5 times the mass spent on reducing carbon. The use of silicothermal melting slag of refined manganese alloys for alloying manganese cast iron allows to reduce the specific consumption of manganese-containing raw materials during pig iron smelting, and it is also useful to extract part of the manganese from the slag that is irretrievably lost, and thereby increase the through extraction of manganese in the processes of refining manganese alloys.
Количество шлака силикотермической плавки рафинированных марганцевых сплавов для легирования чугуна марганцем в каждом отдельном случае определяется требуемым содержанием марганца в чугуне с учетом того, что степень восстановления марганца из шлака в этом процессе составляет 65-75%. Если из шихты для выплавки чугуна изъято не все марганецсодержащее сырье, а только его часть, то количество шлака силикотермической плавки рафинированных марганцевых сплавов определяется с учетом массы марганецсодержащего сырья в шихте.The amount of slag of silicothermic smelting of refined manganese alloys for alloying cast iron with manganese in each individual case is determined by the required content of manganese in cast iron, taking into account that the degree of reduction of manganese from slag in this process is 65-75%. If not all manganese-containing raw materials are removed from the charge for smelting cast iron, but only part of it, the amount of slag of silicothermal smelting of refined manganese alloys is determined taking into account the mass of manganese-containing raw materials in the charge.
Пример. Изучен процесс легирования чугуна марганцем путем обработки его отвальным шлаком силикотермической плавки металлического марганца. Чугун из доменной печи выпускали в ковш, на дно которого был засыпан отвальный шлак силикотермической плавки металлического марганца. Исходный состав чугуна, мас.%: 3,2-3,5 C; 0,2-0,3 Mn; 0,4-0,6 Si. Состав шлака, мас.%: 15,7 Mn; 0,2 FeO; 0,005 P; 27,9 SiO2; 45,4 CaO; 3,3 MgO; 3,5 Al2O3. Было проведено 4 опыта, масса чугуна в каждом опыте составляла ~10 т. Масса шлака в опыте 1 составляло 3% от массы чугуна (300 кг), в опыте 2-5% (500 кг), в опыте 3-10% (1000 кг), в опыте 4-15% (1500 кг). После выпуска чугуна в ковш, на дно которого предварительно была засыпана определенная порция шлака, через каждые 5 мин отбирали пробы металла для химического анализа на содержание марганца и углерода. Полученные результаты приведены в табл.1. Как видно из приведенных данных, в металлическом расплаве по мере выдержки происходило возрастание содержания марганца в результате взаимодействия оксида марганца шлака с углеродом чугуна. Соответственно снижалось содержание углерода в металле. Конечное содержание марганца в металле тем выше, чем больше масса шлака: при количестве шлака 15% от массы металла содержание марганца в чугуне возросло в 6 раз. При взаимодействии расплава чугуна с отвальным шлаком силикотермической плавки металлического марганца из шлака восстановилось 65-75 отн.% содержащегося в нем марганца и, следовательно, повысилось сквозное использование марганца в процессе выплавки металлического марганца (табл.2). По мере повышения массы шлака относительно массы металла степень восстановления марганца из шлака снижается. Наибольшее извлечение марганца из шлака (75%) достигается тогда, когда масса шлака составляет 5% от массы чугуна.Example. The process of alloying cast iron with manganese was studied by treating it with dump slag of silicothermic smelting of metallic manganese. Cast iron from a blast furnace was released into a ladle, to the bottom of which dump slag of silicothermal smelting of metallic manganese was filled. The initial composition of cast iron, wt.%: 3.2-3.5 C; 0.2-0.3 Mn; 0.4-0.6 Si. Slag composition, wt.%: 15.7 Mn; 0.2 FeO; 0.005 P; 27.9 SiO 2 ; 45.4 CaO; 3.3 MgO; 3.5 Al 2 O 3 . 4 experiments were carried out, the mass of pig iron in each experiment was ~ 10 tons. The slag mass in experiment 1 was 3% of the mass of pig iron (300 kg), in the experiment 2-5% (500 kg), in the experiment 3-10% (1000 kg), in the experiment 4-15% (1500 kg). After the cast iron was discharged into a ladle, on the bottom of which a certain portion of slag was previously filled, metal samples were taken every 5 minutes for chemical analysis for the content of manganese and carbon. The results are shown in table 1. As can be seen from the data presented, in the metal melt, as the soaking took place, an increase in the manganese content occurred as a result of the interaction of manganese oxide of slag with cast iron carbon. Accordingly, the carbon content in the metal decreased. The final manganese content in the metal is the higher, the greater the mass of slag: with a slag amount of 15% by weight of the metal, the manganese content in cast iron has increased 6 times. During the interaction of the cast iron melt with the dump slag of the silicothermal smelting of metallic manganese, 65-75 rel.% Of the manganese contained in it was recovered from the slag and, consequently, the through use of manganese in the process of smelting metallic manganese increased (Table 2). As the mass of slag increases relative to the mass of the metal, the degree of reduction of manganese from the slag decreases. The greatest extraction of manganese from slag (75%) is achieved when the slag mass is 5% by weight of cast iron.
Технико-экономические преимущества предлагаемого способа заключаются в том, что его использование позволяет при выплавке чугуна сократить (или полностью исключить) расход марганецсодержащего сырья, а требуемое содержание марганца в чугуне получить за счет взаимодействия жидкого металла с отвальным шлаком силикотермической плавки рафинированных марганцевых сплавов, а также повысить сквозное извлечение марганца в процессах выплавки рафинированных марганцевых сплавов (металлического марганца, средне- и низкоуглеродистого ферромарганца) силикотермическим методом.Technical and economic advantages of the proposed method are that its use allows to reduce (or completely eliminate) the consumption of manganese-containing raw materials during the smelting of cast iron, and to obtain the required manganese content in cast iron due to the interaction of liquid metal with dump slag of silicothermic smelting of refined manganese alloys, as well as to increase through extraction of manganese in the processes of smelting refined manganese alloys (metallic manganese, medium- and low-carbon ferromarg gloss) silicothermic method.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011123752/02A RU2458994C1 (en) | 2011-06-14 | 2011-06-14 | Manganese doping method for cast iron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011123752/02A RU2458994C1 (en) | 2011-06-14 | 2011-06-14 | Manganese doping method for cast iron |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2458994C1 true RU2458994C1 (en) | 2012-08-20 |
Family
ID=46936684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011123752/02A RU2458994C1 (en) | 2011-06-14 | 2011-06-14 | Manganese doping method for cast iron |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2458994C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669962C1 (en) * | 2018-03-05 | 2018-10-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Composition of ore portion of charge for smelting pig iron in blast furnace |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1035079A1 (en) * | 1981-12-30 | 1983-08-15 | Научно-исследовательский институт металлургии | Manganese slag |
| RU2081179C1 (en) * | 1994-06-07 | 1997-06-10 | Кульбовский Иван Кузьмич | Inoculation mixture |
| RU2308493C2 (en) * | 2005-11-21 | 2007-10-20 | Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" | Briquette for melting of manganese-containing cast iron |
-
2011
- 2011-06-14 RU RU2011123752/02A patent/RU2458994C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1035079A1 (en) * | 1981-12-30 | 1983-08-15 | Научно-исследовательский институт металлургии | Manganese slag |
| RU2081179C1 (en) * | 1994-06-07 | 1997-06-10 | Кульбовский Иван Кузьмич | Inoculation mixture |
| RU2308493C2 (en) * | 2005-11-21 | 2007-10-20 | Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" | Briquette for melting of manganese-containing cast iron |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669962C1 (en) * | 2018-03-05 | 2018-10-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Composition of ore portion of charge for smelting pig iron in blast furnace |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2015003669A1 (en) | Fluxing agent, process of its production, agglomeration mixture and use of slug from secondary metallurgy | |
| JPWO2020255917A1 (en) | Method of adding Ca to molten steel | |
| RU2352672C2 (en) | Extraction method of metallic element, particularly metallic chromium, from charge containing metal oxides in arc furnace | |
| RU2458994C1 (en) | Manganese doping method for cast iron | |
| US2546936A (en) | Treatment of slags | |
| RU2102497C1 (en) | Method of melting vanadium-containing steel in electric arc furnace | |
| RU2064508C1 (en) | Exothermic briquette for deoxidation and alloying of killed steel | |
| RU2149905C1 (en) | Method of production of alloying and deoxidizing alloy together with synthetic slag | |
| JP4837536B2 (en) | Hot metal desulfurization refining agent and desulfurization method | |
| US3899320A (en) | Process for making iron sponge pellets containing silicon carbide | |
| RU2566230C2 (en) | Method of processing in oxygen converter of low-siliceous vanadium-bearing molten metal | |
| RU2711994C1 (en) | Method of smelting low-phosphorus manganese slag to obtain commercial low-phosphorus carbonic ferromanganese | |
| RU2247169C1 (en) | Method of production of complex siliceous ferro-alloy | |
| RU2669962C1 (en) | Composition of ore portion of charge for smelting pig iron in blast furnace | |
| RU2456349C1 (en) | Procedure for out-of-furnace treatment of iron-carbon melt | |
| RU2374349C1 (en) | Method of smelting of vanadium-bearing alloys | |
| KR20090059355A (en) | Method for preparing ultra low carbon ferro manganese and the ultra low carbon ultra low ferro manganese produced therefrom | |
| RU2647432C2 (en) | Method for steel making in oxygen converter | |
| RU2352645C1 (en) | Method of steel smelting in arc electric steel-making furnace | |
| RU2031165C1 (en) | Process for electroslag preparation of metals from waste steel-making manganese slags | |
| RU2403295C1 (en) | Briquette for washing of blast furnace (versions) and manufacturing method thereof | |
| RU2105818C1 (en) | Method of pyrometallurgical processing of vanadium-containing and iron-ore materials | |
| RU2608008C1 (en) | Procedure for melting steel in oxygen converter | |
| RU2626110C1 (en) | Method of smelting low-alloy vanadium containing steel | |
| RU2532538C1 (en) | Mixture for steel making in electroslag furnace with production of raw material for zinc industry |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160615 |