|
Для раскисления и легирования применяют ферромарганец. Инструментальные стали содержат до 0,4% Мп, конструкционные - до 0,6% Мп, стали, легированные марганцем, - от 0,8 до 13% Мп. Углеродистый ферромарганец двух марок выплавляют в электрических печах. Ниже приведен состав ферромарганца двух марок, %:
Мn С Р
Мн4 Не менее 76 Не более 7 0,38
МнЗ » » 78 » » 7 0,33
Марганцевые руды содержат много фосфора, поэтому и в ферромарганце содержание этого вредного элемента высокое.
Основными сырыми материалами для его выплавки являются марганцевые руды, коксик и стальная стружка. Коксик применяют размером 3-15 мм. Содержание золы в нем не должно быть более 12%, влаги - не более 11%, фосфора - не более 0,02%. Стальную стружку применяют дробленую, малоокисленную.
Углеродистый ферромарганец выплавляют в открытых трехфазных электрических печах мощностью около 10000 та при линейном напряжении 120-130 в и силе тока 33-38 ка. При невысоком рабочем напряжении электроды глубже погружаются в шихту, отсутствуют местные перегревы, вследствие чего улет восстановленного марганца уменьшается. Футеровку пода и стен выполняют из угольных блоков, верхнюю часть стен - из шамотного кирпича.
Процесс восстановления марганца из закиси марганца протекает не только по реакции МnО + С = Мn + СО, но также по реакции с образованием карбида марганца:
3МnО + 4С = Мn3С + ЗСО - 780800;
H°298 = 780800 дж (186790 кал).
Термодинамические расчеты показывают, что эти реакции протекают совместно.
Углеродистый ферромарганец выплавляют флюсовым или безфлюсовым методом. Во втором случае процесс ведут без добавки извести и получают, кроме углеродистого ферромарганца, еще бесфосфористый марганцевый шлак (около 50% МnО и 0,02- 0,05% Р). Такой шлак используется вместо марганцевой руды для выплавки силикомарганца или малофосфористых марганцевых сплавов.
Иногда процесс ведут с недостатком восстановителя с тем, чтобы понизить степень восстановления марганца и этим обеспечить выплавку передельного малофосфористого шлака с более высоким содержанием окислов марганца. Получаемый при этом попутный металл содержит до 65% Мn и около 2% Р. Использование попутного металла затруднено из-за высокого содержания в нем фосфора. Поэтому стремятся к получению минимального выхода такого металла и изыскиваются новые способы его переработки
При рассмотрении процессов выплавки ферросплавов необходимо учитывать, что при высокой температуре значительная часть марганца (10-12%) испаряется и уносится из печи. Для уменьшения улета марганца плавку, как указано выше, ведут при низком напряжении.
Технология плавки ферромарганца.
Плавку ведут непрерывно. Электроды погружают в шихту на глубину 1200-1400 мм. Благодаря глубокой посадке над зоной высоких температур находится большой слой шихты. Пройдя такое расстояние, шихтовые материалы попадают в зону прямого восстановления подготовленными, т. е. влага и летучие из них удалены, а они нагреты.
Мытая марганцевая руда содержит много влаги. При влажной шихте процесс сопровождается обвалами и последующими выбросами раскаленной шихты. Сушка руды и коксика обеспечивает спокойный ход плавки, улучшаются условия труда.
Сплав и шлак выпускают приблизительно каждые 1,5 ч. При выпуске шлак отделяется от сплава. Сплав застывает в больших плоских изложницах. Передельный шлак разливают на разливочной машине. Кратность шлака (масса шлака/масса металла) находится в пределах 1,0-1,2.
Технико-экономические показатели ферромарганца.
Плавка бесфлюсовым методом 1 т углеродистого ферромарганца (76%Мn) характеризуется следующими показателями:
Марганцевая руда, кг..................................... 2600
Коксик сухой, кг..................................................... 490
Железная стружка, кг............................................... 100
Электроэнергия, квт-ч ............................... 2600-2700
Извлечение марганца в сплав, %................. 60
Переход марганца в передельный шлак, % 30
|
