Ферросплавное производство

Технология выплавки низкофосфористого ферромарганца и комплексных сплавов

ГОСТ 4755—80 предусматривает производство низкофосфористого ферромарганца марки ФМн78А (78—82 % Mn; 0,05 % P). Он является заменителем дорогого металлического марганца при выплавке сталей главным образом электропечного сортамента, к которым предъявляют жесткие требования по содержанию фосфора и вместе с тем допускается сравнительно высокое содержание углерода.

На Запорожском заводе ферросплавов шихта для выплавки ферромарганца марки ФМн78А состоит из передельного низкофосфористого шлака (43,2 % Mn; 30,8 % SiO2; 7,6 % CaO; 1,5 % MgO; 3,5 % Al2O3; 0,011 % P), известняка, доломита, железной стружки и коксика. Удельный расход шихтовых материалов следующий, кг/т: низкофосфористого шлака 3280; стальной стружки 195; кокса 604; доломита 203; известняка 2350 и электроэнергии 6970 кВт • ч/т. Содержание марганца в шлаке 12,6 %, кратность шлака 3,5, извлечение марганца не превышает 48—50 %.

Главным направлением улучшения технико-экономических показателей выплавки низкофосфористого ферромарганца является освоение производства низкофосфористого концентрата гидрометаллургическим способом, в том числе и методом ДМетИ, с целью замены низкофосфористого шлака, а также нагрева шихты, загружаемой в электропечь. При этом производительность печи увеличивается на 25—30 %, а удельный расход электроэнергии снижается на 20—25 %. Подача в печь горячей шихты с одновременным повышением основности шлака с 1,2 до 1,4 существенно повышает экономическую эффективность процесса. Для придания шлаку жидкотекучести необходимо присаживать фторсодержащие компоненты (CaF2, CaF2 — Al2O3), а также повышать концентрацию серы в шлаке. Нагрев шихты для ферромарганца применяют на заводе фирмы «Тюо Дэнки Когё» в Касиме (Япония) и на заводе в Бен—Бее (Австралия).

Выплавка нетрадиционных марок ферромарганца

В числе этих марок следует назвать высококремнистый ферромарганец. С повышением содержания кремния в сплаве снижается удельный расход электроэнергии и увеличивается полезное извлечение марганца. Высококремнистый ферромарганец ФМн75, содержащий 7 % Si, плавится в жидкой стали быстрее обычного примерно в 1,3 раза, имеет температуру плавления 1135 °С (против 1220 °С), плотность 6 • 103 г/см3 (против 7,2 г/см3), содержание углерода в нем снижается с 7 до 4,5 %. Применение высококремнистого ферромарганца для ковшевого раскисления стали снижает угар марганца в 2—2,5 раза и позволяет повысить производительность мартеновских печей на 2 %.

Получали из железомарганцевых руд Казахстана новые марки марганцевых ферросплавов с пониженным содержанием марганца. Температура плавления этого сплава 1115—1120 °С, плотность 6,8—6,9 г/см3. Скорость плавления сплава в жидкой стали в 1,5 раза выше, чем обычного стандартного ферромарганца, который плавится при более высоких температурах, но не выше 1320 °С.

Разработана и освоена технология выплавки комплексного ферросплава с ванадием (≥8 % V) для использования при выплавке прочных и хладостойких сталей.

Фактический состав ферромарганца по результатам опытных плавок в печи мощностью 1200 кВ • А следующий, %: Mn 52,2; V 10,8; Si 0,5; C 7,8; P 0,38. Сплав получали непрерывным, процессом с использованием марганцевого агломерата, концентрата, кокса, известняка и конвертерного ванадиевого шлака состава, %: Mn 12,8; V2O5 18,6; CaO 12,7; SiO2 17,5; Fe2O3 44; MgO 6,9; P 0,04. Расход ванадиевого шлака в виде кусков 0—50 мм составлял 1090—1160 кг на 1 т ферромарганца. При основности шлака 1,5 извлечение ванадия составляло 87—88,5%, марганца — 76,8—75,1 %. Разработаны способы дефосфорации высокоуглеродистого ферромарганца в твердом состоянии с использованием флюсов системы Mg — MgCl2, Ca — CaCl2 и Ca — NaCl2 при 1050—1100 °С в токе аргона.

В Японии предложен способ обезуглероживания и дефосфорации порошка высокоуглсродистого ферромарганца флюсом — одним или более из веществ группы сульфатов щелочных или щелочноземельных металлов, например K2SO4 и Na2SO4. Обращено внимание на режим обработки, которую ведут при температуре, находящейся между температурами плавления флюса и ферромарганца. Обработка порошка по предложенному способу обеспечивает одновременное обезуглероживание и дефосфорацию сплава, что позволяет получать низко- или среднеуглеродистый ферромарганец.