Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОМАРГАНЦА В ДОМЕННЫХ ПЕЧАХ
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОМАРГАНЦА В ДОМЕННЫХ ПЕЧАХ

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОМАРГАНЦА В ДОМЕННЫХ ПЕЧАХ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к производству ферромарганца в доменных печах. Способ выплавки ферромарганца включает загрузку в доменную печь марганецсодержащих рудных материалов, твердого топлива, железосодержащих материалов и шлакообразующих компонентов, в числе которых предлагается использовать ферритно-кальциевый флюс (ФКФ), состоящий из оксидов Fe, Si, Са и других элементов, входящих в железорудный материал, в котором отношение СаO/SiO2, составляет не менее 3 при содержании Feобщ не менее 27% и SiO2 от 1 до 7%. Расчет количества вводимого ФКФ проводят по формуле :

где Mn, С, Si, P, S - содержание соответствующих элементов в одной тонне ферромарганца заданного состава, кг; Qк, Qтр, Qфкф, Qжк - удельный (на 1 т ферромарганца) расход соответственно кокса, марганцевых руд, ферритно-кальциевого флюса, других железосодержащих компонентов, кг/т; Feзк, Feтр, Feфкф, Feжк- содержание железа соответственно в золе кокса, конкретной марганцевой руде, ферритно-кальциевом флюсе, другом конкретном железосодержащем компоненте, мас. доля; Ак - содержание золы в коксе, мас. доля. Использование ФКФ в качестве шлакообразующего компонента в доменной шихте при выплавке ферромарганца позволяет частично или полностью вывести из состава шихты сырой флюс и дорогостоящие железосодержащие компоненты и повысить производительность печи. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2134299
Класс(ы) патента: C21B5/00
Номер заявки: 99100158/02
Дата подачи заявки: 14.01.1999
Дата публикации: 10.08.1999
Заявитель(и): Хайдуков Владислав Павлович(RU)
Автор(ы): Рубин З.Е.(RU); Некрасов Г.Е.(RU); Брусенко С.В.(RU); Шепилов С.В.(RU); Титов В.И.(RU); Хайдуков В.П.(RU); Бабаев Э.Д.(RU); Бабаев М.Д.(RU); Ярошевский Станислав Львович (UA); Бродский М.Л.(RU)
Патентообладатель(и): Хайдуков Владислав Павлович(RU)
Описание изобретения: Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству ферромарганца в доменных печах.
При выплавке ферромарганца для высокопроизводительной работы доменной печи особенно важен правильный подбор шлакового режима.
Известно [1] , что поддержание основности шлака в пределах CaO/SiO2 = 1,1-1,6 позволяет обеспечить высокий физический нагрев горна и продуктов плавки и, тем самым, создать наиболее благоприятные условия для восстановления оксида марганца (MnO) и увеличить коэффициент утилизации марганца, снизить выход шлака и уменьшить расход кокса.
При традиционной технологии выплавки ферромарганца в доменной печи, включающей восстановление и проплавку, как правило, "кислых" марганцевых руд или их концентратов и железосодержащих компонентов (металлодобавка, окатыши и др. ), получения тугоплавких шлаков нужной основности достигают за счет добавления в шихту основного флюса - смеси обычного и доломитизированного известняка [2].
Недостатком данной технологии, принятой нами за прототип, является необходимость использования в составе шихты большого количества обычного и/или доломитизированного известняка (0,5- 1,0 т/т ферромарганца), а также дорогостоящих и дефицитных железорудных окатышей и металлодобавок, железной руды, что приводит к увеличению выхода шлака, перерасходу кокса и увеличению себестоимости ферромарганца.
Указанные недостатки пытались устранить, используя в шихте при выплавке ферромарганца офлюсованный марганцовистый материал (ОМА) [3]. Однако, несмотря на то, что использование ОМА позволило значительно снизить расход сырого флюса, данный метод не нашел широкого применения в производстве, так как, с одной стороны, не удалось достичь рационального режима спекания ОМА, а с другой стороны, такой путь приводит к существенному (на 40-50%) удорожанию стоимости марганецсодержащей части шихты.
Целью изобретения является частичный или полный вывод из состава доменной шихты при выплавке ферромарганца сырого флюса (обычного и доломитизированного известняка) и дорогостоящих железосодержащих компонентов, повышение производительности печи, снижение расхода кокса и себестоимости сплава.
Указанная цель достигается тем, что в способе выплавки ферромарганца, включающем загрузку в доменную печь марганецсодержащих рудных материалов, твердого топлива, железосодержащих материалов и шлакообразующих компонентов, согласно изобретению в качестве шлакообразующего компонента предлагается использовать ферритно-кальциевый флюс (ФКФ), состоящий из оксидов Fe, Si, Ca и других элементов, входящих в железорудный материал, в котором отношение CaO/SiO2 составляет не менее 3 при содержании Feобщ не менее 27% и SiO2 от 1 до 7%.
ФКФ, у которого увеличено содержание SiO2 или уменьшено соотношение CaO/SiO2 как правило, обладает низкой механической прочностью и его использование ухудшает газодинамические условия в печи, что приводит к снижению ее производительности.
Предлагаемый для использования ферритно-кальциевый флюс представляет собой частный случай ферритно-кальциевого флюса, описанного в [4].
В общем случае для получения ФКФ предложено [4] использовать шихту, содержащую отходы или смесь отходов металлургического передела, кальций- и магнийсодержащие материалы и твердое топливо. Равномерность и тонкий помол шихты, необходимый избыток топлива обеспечивают при производстве ФКФ полное разложение известняка, переход извести в прочные и не распадающиеся при хранении минералы, что гарантирует его высокую прочность, особенно при перегрузках и длительном хранении, и минимальное содержание мелочи 5-0 мм.
Получаемый ФКФ представляет собой достаточно дешевый и легко доступный материал.
Количество ферритно-кальциевого флюса, необходимое для получения 1 тонны ферромарганца (Qфкф ) в каждом конкретном случае рассчитывается исходя из следующего соотношения:

где Mn, C, Si, P, S - содержание соответствующих элементов в одной тонне ферромарганца заданного состава, кг;
Qk, Qmp, Qфкф, Qжк - удельный (на 1 тонну ферромарганца) расход соответственно кокса, марганцевых руд, ферритно- кальциевого флюса, других железосодержащих компонентов, кг/т;
Feзк, Femp, Feфкф, Feжк - содержание железа соответственно в золе кокса, конкретной марганцевой руде, ферритно-кальциевом флюсе, другом конкретном железосодержащем компоненте, мас. доля;
Aк - содержание золы в коксе, мас. доля
В заявляемом способе в шихте для получения ферромарганца могут быть использованы как окисленные, так и карбонатные марганцевые руды.
Использование при выплавке ферромарганца ФКФ с заданными параметрами приводит к снижению расхода дефицитных и дорогостоящих компонентов и сырого флюса.
Предельный расход ФКФ определяется содержанием железа в ферромарганце и ФКФ согласно приведенной формуле.
Принимая во внимание минимально возможное (согласно ГОСТу) содержание Mn в ферросплаве 65%, очевидно, что содержание железа в нем может составить 25-35%, что соответственно определяет максимальный уровень расхода ФКФ в пределах 250-400 кг/т сплава.
Пример. В промышленных условиях (АО "Косогорский метзавод) провели выплавки ферромарганца по способу-прототипу и заявляемому способу с использованием ФКФ, имеющего следующие параметры, (%): 54.4 Feобщ, 14.1 FeO, 12.1 CaO, 3.9 SiO2, 0.95 Al2O3, 0.70 MnO.
Исходные параметры процесса и полученные результаты приведены в таблице.
Сравнение результатов показывает, что использование при выплавке ферромарганца (в расчете на 1 тонну) 251 кг ФКФ помогло вывести из шихты 124 кг дефицитной металлодобавки, 144 кг известняка и 195 кг доломита, а также снизить расход кокса на 90 кг. При этом производительность печи увеличилась с 167 т до 187 т/сутки.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет:
- уменьшить содержание или вывести из состава шихты дефицитные металлодобавки, а также окатыши или железные руды, увеличивающие выход шлака, расходы флюса и кокса;
- значительно сократить или прекратить подачу в шихту сырого флюса;
- повысить основность и температуру плавления первичных шлаков, улучшив соответственно условия нагрева продуктов плавки и условия восстановления оксида марганца;
- повысить производительность печи, вследствие снижения удельного (на 1 т ферромарганца) расхода флюса, выхода шлака, горнового и колошникового газов;
- повысить устойчивость технологического режима и схода шихты, коэффициенты использования тепла;
- снизить удельный расход кокса;
- увеличить коэффициент утилизации марганца.
Литература
1. Воловик А.В., Тулуевская Т.А. Шлаковый режим при выплавке ферромарганца в больших доменных печах//Сталь. - 1967. - N 7. - c. 587-589.
2. Величко Б. Ф. , Гаврилов В.А., Гасик М.И и др. Металлургия марганца Украины//Киев. - Техника. - 1996. - с. 242-243.
3. Солдаткин А.И. Получение высокоофлюсованного агломерата из марганцевой руды//Сб. Трудов УкрНИИМет "Технология производства и свойства металлов". - 1958. - вып. IV. - с.49-71.
4. Патент РФ N 2087557 C 22 B 1/16, C 21 C 5/06, опубл. 20.08.97, бюл. N 23б
Формула изобретения: 1. Способ выплавки ферромарганца в доменной печи, включающий загрузку в доменную печь марганецсодержащих рудных материалов, твердого топлива, железосодержащих материалов и шлакообразующих компонентов, отличающийся тем, что в качестве шлакообразующего компонента используют ферритно-кальциевый флюс, состоящий из оксидов Fe, Si, Ca и других элементов, входящих в железорудный материал, в котором отношение CaO/SiO2 составляет не менее 3 при содержании Feобщ не менее 27 мас.% и SiO2 от 1 до 7 мас.%.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ферритно-кальциевый флюс вводят в доменную печь в количестве, определяемом соотношением

где Mn, C, Si, P, S - содержание соответствующих элементов в 1 т ферромарганца заданного состава, кг;
Qк, Qmp, Qфкф, Qжк - удельный (на 1 т ферромарганца) расход соответственно кокса, марганцевых руд, ферритно-кальциевого флюса, других железосодержащих компонентов, кг/т.
Feзк, Femp, Feфкф, Feжк - содержание железа в соответственно золе кокса, конкретной марганцевой руде, ферритно-кальциевом флюсе, другом конкретном железосодержащем компоненте, мас.доля;
Ак - содержание золы в коксе, мас.доля.