шихта для выплавки ферромарганца

Формула изобретения

1. Шихта для выплавки ферромарганца, содержащая кокс, оксидную и карбонатную марганцевую руду, флюсы и металлодобавку, отличающаяся тем, что шихта дополнительно содержит окускованный железорудный материал и шунгитовую породу, а в качестве флюса - известняк и доломит, при этом компоненты шихты взяты в следующем соотношении, мас.%:

Кокс - 25 - 40

Известняк - 1 - 10

Доломит - 1 - 8

Металлодобавка - 0 - 5,0

Окускованный железорудный материал - 0 - 6,0

Шунгитовая порода - 0,3 - 3,0

Оксидная и карбонатная марганцевая руда - Остальное

2. Шихта для выплавки ферромарганца по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит отходы металлургического производства, содержащие марганец, и/или кальций, и/или магний, и/или железо в виде металлов и/или соединений, в количестве 0,1 - 3,0%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству ферросплавов, и может быть использовано при выплавке ферромарганца.

Известна шихта для выплавки ферромарганца, включающая кокс, оксидную марганцевую руду и карбонатную марганцевую руду с повышенной основностью (0,9-1,6), доля которой в шихте составляет в зависимости от ее основности 36-65%. Недостатком данной шихты для выплавки ферромарганца является необходимость жестко поддерживать в ней заданное соотношение между оксидной и карбонатной разновидностями марганцевых руд, что затрудняет организацию производства при выплавке ферромарганца.

Известна шихта для выплавки ферромарганца в доменных печах, включающая кокс, марганцевую руду, флюс и плавиковый шпат, причем доля флюса в шихте обеспечивает получение шлаков с основностью 1,3-3,0 по модулю (CaO+MgO)/SiO₂+Al₂O₃). При использовании такой шихты повышается степень извлечения марганца в металл. Однако недостатком этой шихты является использование в ней дорогого и дефицитного компонента - плавикового шпата, что повышает себестоимость выплавляемого из такой шихты ферромарганца.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению и достигаемым результатам является известная шихта для выплавки ферромарганца, принятая за прототип и включающая кокс, оксидную и карбонатную разновидности марганцевой руды, флюс и металлодобавки, причем в шихте используется кокс с пониженной реакционной способностью. Последнее обеспечивает максимальное удаление щелочей из печи и повышает степень извлечения марганца в металл. Недостатком этого состава шихты для выплавки ферромарганца также является ее высокая стоимость из-за применения кокса повышенного качества с относительно узким интервалом значений реакционной способности.

Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков известных составов шихт для выплавки ферромарганца и повышение степени извлечения марганца в металл. Решение указанной технической задачи осуществляется тем, что известная шихта для выплавки ферромарганца, включающая кокс, оксидную и карбонатную марганцевые руды, флюс и металлодобавки, дополнительно включает окускованный железорудный материал и шунгитовую породу, а в качестве флюса - известняк и доломит, при этом компоненты шихты взяты в следующем соотношении (в мас.%): кокс 25-40, известняк 1-10, доломит 1-8, металлодобавка 0-5,0, окускованный железорудный материал 0-6,0, шунгитовая порода 0,3-3,0. Техническая задача решается также тем, что шихта для выплавки ферромарганца дополнительно включает отходы металлургического производства, содержащие марганец и/или кальций, и/или магний, и/или железо в виде металлов и/или соединений в количестве 0,1-3,0%.

Сущность изобретения заключается в следующем. Использование в шихте для выплавки ферромарганца окускованного железорудного сырья в количестве 0-6,0% позволяет при применении бедных железом марганцевых руд уменьшать долю металлодобавки в шихте и снижать себестоимость ферромарганца. Применение в шихте шунгитовой породы приводит к сокращению расхода кокса на выплавку ферромарганца по следующим причинам. Шунгитовая порода содержит мелкодисперсные тесно промешанные между собой углерод и кремнезем с огромной контактной поверхностью (до 20 м²/г породы и более). Во время нагрева шунгитовой породы в агрегате для выплавки ферромарганца при проплавке и опускании шихты идут процессы восстановления кремния из кремнезема шунгитовой породы с образованием как газообразных, так и твердых продуктов (SiO, CO, SiC). Газообразный ионооксид кремния поднимается в более высокие горизонты, конденсируется на шихтовых материалах и вступает в реакцию с монооксидом марганца: SiO + MnO = Mn + SiO₂. Карбид кремния, оставаясь в твердом виде, также вступает в реакцию с оксидом кремния, находящимся в марганцовистых шлаках в виде силикатных соединений, например:

MnCaSiO₄ + SiC = Mn + CaSiO₃ + CO,

MnSiO₃ + SiC = Mn + SiO₂ + CO,

Для обеспечения заданной основности шлаков и их высокой жидкотекучести и повышения, таким образом, степени перехода марганца в металл шихта содержит 1-10% известняка и 1-8% доломита. Наличие в шихте для выплавки ферромарганца шунгитовой породы в количестве 0,3-3,0% обеспечивает максимальное участие компонентов этой породы в реакциях восстановления марганца как из твердой фазы, так и из расплава. При этом 1 кг шунгитовой породы в шихте для выплавки ферромарганца заменяет 1,2-1,6 кг кокса.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

В доменной печи объемом 930 м³ выплавляли ферромарганец. Для выплавки ферромарганца использовали шихту, содержащую (в мас.%): кокс - 34,5, известняк - 8,8, доломит - 6,9, металлодобавку - 0,7, окускованный железорудный материал (агломерат) - 3,8 и шунгит - 1,0, оксидную и карбонатную марганцевую руду - 44,3%. По сравнению с шихтой-прототипом, не включающей шунгитовую породу, приведенный расход кокса при использовании шихты согласно изобретению сократился на 103 кг/т. Коэффициент замены кокса шунгитом составил 1,5 кг/кг. При неизменной основности шлака переход марганца в металл увеличился (содержание MnO в шлаке уменьшилось на 2%).

Таким образом, применение изобретения приводит к сокращению расхода кокса на выплавку ферромарганца, повышает степень перехода марганца в металл и удешевляет производство ферромарганца за счет частичной замены дорогого кокса дешевой шунгитовой породой.