Ферросплавное производство

Получение среднеуглеродистого ферромарганца продувкой кислородом высокоуглеродистого ферромарганца

Первые опыты по рафинированию высокоуглеродистого ферромарганца от углерода путем продувки расплава воздухом были проведены в СССР еще в 30-е годы. Вследствие напряженного теплового баланса и большого угара марганца при продувке воздухом этот способ не получил промышленного внедрения. В связи с широким применением в металлургии кислорода в 60-е годы опыты по рафинированию высокоуглеродистого ферромарганца продолжены. Промышленные установки по продувке жидкого ферромарганца кислородом по способу МОР производительностью 500 т/мес работают на заводах фирмы «Union Carbide» (США) в Норвегии, в США с 1976 г. и в Мексике.

В связи с освоением этого нового способа фирма «Union Carbide» с 1976 г. прекратила получение среднеуглеродистого ферромарганца силикотермическим методом, что обеспечило экономию электроэнергии 3000 кВт • ч/т (~50 %), расходуемой при традиционном электросиликотермическом способе выплавки этого ферромарганца (≤1,5 % С; 1,5 % Si).

По способу, предложенному в Японии, расплав высокоуглеродистого ферромарганца подают в конвертер с донным и верхним дутьем. Через фурму вдувают кислород для окисления кремния и углерода, одновременно подавая в качестве шлакообразующих известь, доломит или шлак от выплавки ферромарганца. Расход газа для перемешивания, подаваемого через днище (Ar, CO2 или N2), три — десять объемов на сто объемов кислорода, вдуваемого сверху. Обработку расплава ведут при 1600—1830 °С, при этом получают ферромарганец с содержанием 0,2—2 % С без использования электропечи.

По этому способу продувку ферромарганца ведут в конвертере с верхней и нижней подачей дутья, начиная с 1300—1400 °С и заканчивая при 1650—1800 °С. Причем снизу подают не чистый инертный газ, а смесь его с кислородом. Количество кислорода в дутье, подаваемом снизу, составляет 15—20 % от объема O2, вдуваемого сверху. По достижении в расплаве ~ 2 % С подача O2 сверху прекращается, а снизу подают дутье, кислород и инертный газ из расчета ≤20 объемов последнего на 100 объемов кислорода.

Предложен способ обезуглероживания ферромарганца до ≤ 2 % С при помощи марганцевого шлака в вакууме. Первоначально расплав продувают кислородом до содержания ≤3,5 % C и ≤0,2 % Si, а затем наводят шлак, содержащий до 44 % MnO, и перемешивают ванну при 1500—1550 °С. При расходе 330 кг шлака на 1 т ферромарганца получают 1050 кг сплава с 1,2 % C и 0,2 % Si. При необходимости снижения содержания кремния в ферромарганце при уменьшении потерь марганца насыщенные и ненасыщенные углеродом расплавы предложено продувать CO2 в реакторах для обескремнивания марганцевых сплавов.