К числу первоочередных важных направлений экономии электроэнергии и повышения производительности печей относится выплавка сплавов марганца на горячей шихте. Исследования, выполненные в начале 70-х годов коллективом авторов под научным руководством проф. С. И. Хитрика, показали, что при выплавке ферромарганца на горячей шихте уменьшается удельный расход электроэнергии на 20—22 % при снижении себестоимости сплава.

Остро стоит вопрос об использовании колошникового низкосернистого газа (~80—85 % СО), имеющего высокую теплоту сгорания. Этот газ в настоящее время используют только частично как энергетическое топливо (котельные установки, сушка аглоконцентратов). Перспективным является использование этого газа для обжига крупных фракций оксидно-карбонатного концентрата (по мере вовлечения их в производство), а также для получения обожженного доломита и использования последнего в смеси частично офлюсованного марганцевого агломерата в производстве ферромарганца. Разработана технология получения на базе колошникового газа сажистого железа.

За рубежом колошниковый газ производства марганцевых ферросплавов рассматривается как сырье для химической промышленности. Имеющиеся предложения наших специалистов строить тепловые электростанции на колошниковом газе экономически нецелесообразны вследствие малой энергетической ее мощности.

В условиях постоянного повышения стоимости марганцевых концентратов и других сырьевых ресурсов существенное снижение себестоимости силикомарганца может быть достигнуто при повтором использовании отвального шлака в производстве этого же сплава. Промышленные опыты показали, что сбрикетированный с углеродистым восстановителем отвальный шлак является полезным компонентом шихты при выплавке силикомарганца. При этом достигается повышение использования марганца (на 5—7 %) и кремния (на 3—5 %), при некотором дополнительном расходе электроэнергии. Однако себестоимость силикомарганца существенно снижается, а постоянное совершенствование технологии брикетирования шлака с углем, позволяющая заменять дефицитный коксик, как и выплавки сплава с использованием брикетов, позволило бы по удельному расходу электроэнергии выйти на достигнутый уровень при выплавке сплава на обычной шихте (агломерированном концентрате и кварците).

Исследование влияния Na2O и K2O на свойства шлака показало, что оксиды щелочных металлов существенно снижают вязкость расплава в интервале 1400—1600 °С. Кроме того, Na2O и K2O ускоряют процессы восстановления оксидов углеродом и улучшают горение электрической дуги в ванне печи. На основании этих исследований предложено вводить в состав шихты щелочные алюмосиликаты (пегматит, щелочные граниты, туф и др.).

Одним из возможных направлений повышения извлечения марганца при выплавке силикомарганца является его довосстановление с целью использования марганца и кремния. Предложен двухстадийный метод выплавки силикомарганца, сущность которого состоит в следующем. На первой стадии по действующей технологии получают силикомарганец группы Б с повышенным содержанием фосфора, а шлак после грануляции и помола используют в качестве марганцеворудного сырья для выплавки силикомарганца низкофосфористой группы. Одним из условий успешного осуществления процесса является брикетирование этого шлака с восстановителем.

Разработана высокоэффективная технология выплавки стандартного силикомарганца марки СМн17Р с использованием кварцита, сбрикетированного с углем, отвального шлака силикомарганца или марганцевых шламов — отходов обогащения марганцевых руд Никопольского месторождения. В качестве шлама в наших опытах использованы отходы обогащения, накопившиеся в Старосвинаревском шламохранилище. Состав шлама следующий: 21,5 % Mn; 48 % SiO2; 0,16 % P. Подтверждена возможность исключения применения кварцита, уменьшения расхода марганцевых концентратов I сорта на 200—250 кг и замены дефицитного коксика каменным углем в среднем на 170 кг/т.

В печи мощностью 1200 кВ • А отработана технология выплавки высококремнистого силикомарганца (36—45 % Si; 45—55 % Mn; 8 —10 % Fe; 0,05—0,08 % P) с использованием отвального шлака товарного силикомарганца. Плавка на брикетированных шламах приводит к повышению содержания фосфора до 0,1—0,3 %. Извлечение марганца при этом достигает 90 %, а кремния — 60 %. Оптимальное количество с. с. б. (Сульфитно-спиртовая барда) плотностью 1,2 г/см3 при брикетировании отвального шлака фракции < 2 мм и влажностью 2 % составляет 7,5 %, а марганцевого шлама влажностью 8 % ~ 9 %. Усилие прессования составляет ~19,6 МПа. Отвальный шлак силикомарганца может быть введен в шихту для выплавки чугуна в доменных печах, в том числе и при спекании железорудного агломерата. Высокая эффективность выплавки силикомарганца достигается при ведении процесса с повышенным содержанием в шлаке MgO. Показано, что введение материалов, содержащих MgO, с магнезиальным марганцевым агломератом обеспечивает лучшие показатели выплавки силикомарганца; извлечение марганца повышается на 4,7 %, кремния на 3,2 %, производительность увеличивается на 6,6 % при снижении удельного расхода электроэнергии па 3 %. В качестве материалов, содержащих MgO, рационально использовать отходы обогащения хромистых руд (35—40 % MgO; 2—3 % CaO; 28—30 % SiO2; 2—3 % Cr2O3) а также отвальный шлак высокоуглеродистого феррохрома (40—45 % MgO; 30—35 % SiO2; 2—5 % Cr2O3).

В последние годы на НЗФ освоено производство силикомарганца с повышенным содержанием алюминия, алюминия и титана путем растворения вторичных металлов в жидком силикомарганце в ковше.