Способ получения передельного малофосфористого марганцевого шлака

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРЕДЕЛЬНОГО МАЛОФОСФОРИСТОГО МАРГАНЦЕВОГО ШЛАКА, включанячий непрерывное проплавление в руднотермической электропечи шихты, состоящей из марганецсодернкащего сырья, кокса и железной стружки, с получением попутного металла , отличающийся тем, что, с, целью получения в передельном шлаке стабильного содержания фосфора 0,017-0,020%, повышения основности шлака и снижения его себестоимс сти, 9 качестве марганецсодержащего сырья используют сьтрой кусковый карбонатный концентрат, уровень попутного металла.в электропечи поддерживают на 50-80 мм ниже нижнего среза шлаковой летки, а за 5-10 мин перед шлпуском шпака снижают мощность электропечи на 60-90% и одновременно прекращают подачу новых покрытий шихты.

09) (11) 2 А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСЗЯАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ OCOP

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

{ 21) 3601398/22-02 (.22). 07.06.83 (46) 30.11.84. Бюл. К 44 (72) Ю.И. Богуцкий, Г.С. Андрюхин, В.E. Власенко, С.Г. Грищенко, И.А. Рунов, Э.С. Карманов, И,И. Люборец, В.В. Мураховский, В.Я. Щедровицкий и И.В. Лискович (71) Украинскчй научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов (53) 669. 168.3{088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР я 254541, кл. С 21 С 5/54, 1961.

2.. Андрюхин Г.С. Исследование и разработка технологии выплавки малофосфористого марганцевого шлака непрерывным процессом в закрытых печах большой мощности. Автореф. дис.. 1972, с. 12.

g g С 21 С 5/54 С 22 С 33/00 (54}(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРЕДЕЛЪНОГО МАЛОФОСФОРИСТОГО МАРГАНЦЕВОГО

ШПАКА, включающий непрерывное проплавленне в руднотермической электропечи шнхты, состоящей из марганец- . содержащего сырья, кокса и железной стружки, с получением попутного металла, отличающийся тем, что, с, целью получения в передельном шлаке стабильного содержания фосфора 0,017-0,020Х, повышения основности шлака и снижения его себестоимс сти, в качестве марганецсодержащего сырья используют сырой кусковый карбонатный концентрат, уровень попутного металла в электропечи поддержи- . вают на 50-80 мм ниже нижнего среза пшаковой летки, а за 5-10 mw перед выпуском шлака снижают мощность электропечи на 60-907 и одновременно прекращают подачу новых покрытий шихты. Я:

1126612

Изобретение относйтся к черной ме- таллургии, в частности, к электроме" таллургической дефосфорации марганцевого сырья.

Известен способ получения пере- 5 дельного марганцевого шлака, заключающийся в проплавлении шихты, состоящей иэ коксика, марганцевой руды и железной стружки. В печь загружают ровным слоем смесь коксика и марган= цевой руды, а в центр печи загружают железную стружку, после чего начинают процесс плавки Я .

Недостатком указанного способа явяется периодичность процесса выплав 15 передельного марганцевого шпака, имеющего производительность на 1317Х ниже в сравнении с непрерывным процессом.

Наиболее. близким к предлагаемому 20 по технической сущности и достигаемому результату является способ получения передельного малофосфористого .марганцевого шпака, включающий непрерывное проилавление шихты, состоящей 25 иэ марганцевого агломерата окнсных концентратов 1 и 3I сорта, кварцита, коксика и железной стружки 12 .

Недостатками известного способа являются использование дефицитных ЗО окисных концентратов 1 и П сорта, необходимость окускования мелкого сырья - агломерации, снижающего сквозное извлечение марганца на 37. и повышающего себестоимость малофосфористо. З5 го шпака на 6-7 руб/т, низкая основность (0,23-0,25).получаемого малофбсфористого шлака, вследствие чего . резко снижаются технико-экономические показатели на последующих переделах, 4О где становится обязательным ввод фпюсующей добавки - известняка.

Цель изобретения — получение в передельном шлаке стабильного содержания фосфора 0,017-0,020, повыше- 45 ние основности шлака и снижение его себестоимости.

Поставленная цель достигается тем, что.согласно способу получения .передельного. малофосфористого марганце- S0 вого шлака, включающему непрерывное проплавление в руднотермической электропечи шихты, состоящей из марганецсодержащего сырья, кокса и железной стружки, с получением попутного металла, в качестве марганвцсодержащего сырья используют сырой кусковый карбонатный концентрат, уровень попутного металла в электропечи поддерживают на 50-80 мм ниже нижнего среза шлаковой летки, и за 5-10 мин перед выпуском шлака снижаются мощность электропечи на 60-907 и одновременно прекращают подачу новых порций шихты.

Применение сырого кускового карбонатного концентрата обладает рядом технических преимуществ: вовлекаются в производство малофосфористого шпака неиспользуемые в настоящее время карбонатные руды, запасы которых составляют 70 80Х общий запасов, упрощается технологический процесс получения малофосфористого шлака за счет исключения агломерации, повышая при этом сквозное извлечение марганца и ,исключая проблему окускования некондиционных мелких фракций, сырой карбонатный концентрат, создавая при обжиге в i 8-2,2 раза большее количество газов, чем агломерат, повышает улет фосфора.

При непрерывном процессе выплавки шлака в объеме ванны имеет место циркуляция парообраэного фосфора и его летучих соединений с печными газами иэ нижних зон в верхние зоны, где происходит частичная конденсация фосфора. Фосфор, не успевший сконденсироваться, выносится газовой фазой.

Доля фосфора, уносимого газовой фазой, существенно зависит от количества проходящих через шихту,газов.

В понятие "сырой кусковый карбонатный концентрат" включен .карбонатный концентрат, не.прошедший низкотемпературную (сушка) и высокотемпературную (обжиг) обработку.

Такой вид сырья может быть получен на действующих ГОК по существующей схеме без последующего додрабливания промнродукта и его сушки.

Как показали выполненные исследования, присутствие в этом материале в определенных количествах влаги и потерь при прокаливании создает при нагреве в рудовосстановнтельной печи выделение газов, интенснфицирующее улет фосфора.

Гранулометрический состав сырых кусковых карбонатных концентратов определяется следующим образом.

Технологические схемы обогащения смешанных и карбонатных руд на действующих ГОК предусматривают промывку и дробление сырья до размера кусков менее 80 мм.

612

3 1126

Экспериментально установлено, что разделение промытых кусковых карбонатных концентратов фракции 80-0 мм на две фракции — 80-10 мм и 10-0 мм создает возможность получения материа лов с различной металлургической ценностью.

Так, содержащиеся в рудах окисные примеси и кремнеземсодержащие частицы, отличаются невысокой прочностью, 10 сравнительно легко дробятся и попадают во фракцию 10-0 мм> Основность такой фракции не превышает 0,5-0,6 ед.

Карбонатные составлякнцие, характеризующиеся большой прочностью и новы- Ц шенной основностью, переходят глав- . ным образом во фракцию 80-10 мм. Так, основность использованного (таблица, пример 1) карбонатного концентрата составляет: 20

СаО + ИаО 15 1+1 4

 = — - — — -- — " — m — i — -2.=1,02

Si0 16,2

Использование природно офлюсованного материала создает определенные преимущества на последующем переделе, где с целью поддержания опти° мальной основности шлака вынуждены да- вать значительные количества извести.

Таким образом, гранулометрический ЗО состав кусковых карбонатных концентратов выбран в пределах 80-. 10 мм. Примерное содержание фракций в этом классе следующее .

Фракция, мм 10-20 20-.40 40-80

Выход,X tO-15 55-60 10-20

По условиям грохочения промышпенэ ные партии сырья всегда содержат в определенных количествах над- и нодрешеточные продукты.Достаточнымявля- 4О ется содержание целевой фракции 1080 мм не менее 85Х.

Технология получения сырых кусковых карбонатных концентратов включает операции дробления и промывки. 45

Действующими ГОК периодически производится выпуск этого сырья для проведения промышленных испытаний (по 1012 тыс.т. ежегодно с t980) по существуырщ схемам. Какой-либо рекон- 50 струкции обогатительных фабрик не требуется.

Установлено, что основное количество фосфора в малофосфористом шлаке содержится в корольках попутного ме- у талла. Поскольку осаждение корольков из всей толщи шпака заземляется в ниж. ней более холодной зоне раздела фаз шлак-металл, то основное количество корольков находится в слое 35-40 мм.

Для предотвращения выхода шпака из этого слоя уровень накапливающего в печи и периодически выпускаемого попутного металла должен быть Hà 5080 мм ниже нижнего среза шлаковой летки.

При нарушении нижнего уровня (50 мм) попутного металла возрастает вероятность выноса из печи шпака, обо. гащенного корольками попутного металла за счет турбулентного характера его движения. Нарушение верхнего уровня (80 мм)влечет увеличение массы шпака, постоянно находящейся в печи, понижая стойкость футеровкн в районе леточного узла.

По вопросу поддержания уровня попутного металла в печи на 50-80 мм ниже нижнего среза шлаковой летки следует дополнительно указать,. что при стабильно работающей печи и постоянной шихтовке количество попутного металла, а следовательно, и его уровень в печи, пропорциональны съему электроэнергии. В каждом конкретном случае выбирается величина расхода электроэнергии, по достижении которого производится выпуск попутного металла.

Уменьшение мощности печи и одновременно прекращение подачи новых порций шихты на колошник за 5-10 мин перед выпуском шлака приводит к прекращению образования корольков попутного металла и количества этих корольков, взвешенных в слое шлака непосредственно перед выпуском.

При выдержке менее 5 мин, как показали исследования, корольки-размером до 0,5 мм.не успевают осесть иэ шпака. При выдержке более 10 мин снижается температура, увеличивается вязкость шпака, что затрудняет его выпуск.

Уменьшение мощности печи менее, чем на 60Х неэффективно,, так как при этом в шлаке сохраняются интенсивные конвенционные потоки, затрудняющие осаждение корольков попутного металла. Снижение подводимой мощности более чем на 907 приводит к нарушению теплового баланса печи.

Пример t. Плавки проводились в печи 1600 кА непрерывным про- цессом с закрытым колошником. В шихте использовали сырой кусковой кар1126612

Химический состав, мас.X

I !

Пример

SiO2 Рео

37,4

0,31

22,3

0,017

13 ?

0,43

25,4

37,2

0,020

0,019

0,47

23,9

34 9

0,44

25,3

13,7

14,2

23,2

0,027

0,45

38,2

ВЗШИПИ, Зажжаэ. 8642/20 Тираж. 539 Подписное

Филиал ЯПИ "Qa г, Ужгород, уа.Проектная,4 бонатчый концентрат влажностью 8-1ЗХ

;следующего химического состава, мас.Х:

Мп 28,6, Si0 16,2; СаО 15,1, NgO 1,4", А1 0 3,1, Р 0,16, п.п.п. 29 2Х. Рабочее найряжение составляет 65,3В при силе тока 11,0 кА.

Шихта для выплавки шлака имела следующий состав, кг:

Сырой кусковый кар- бонатный концентрат 100-105

Коксик 3,2-3,8

Жалезная стружка 2,8-4,0

За 8 мин до выпуска снижали мощность печи на 70Х и прекращали подачу норых порций шихты. Уровень попутного металла поддерживали на 6075 мм ниже нижнего среза шлаковой летки. Выпуски шлака проводили через

2 ч 40 мий.

Пример 2. Плавки проводи-: лись аналогично примеру 1, но исноль зовали обожженный карбонатный концент рат, полученный обжигом сырого кар° . бонатного концентрата, используемого в предыдущем примере.

Газопроницаемость колошника резко снизилась, с газом выносилось зна чительнбе количество пипи. В отличие от работы по примеру 1 наблюдалось

:неравномерное гаэовыделение по колош- ЗО нику, нестабильная электрическая нагрузка.

Пример 3. Плавки проводились аналогично примеру,1, но перед выпуском шлака мощность печйI сникали иа 3g

60Х; подачу шихты на колошник продолжали непосредственно до выпуска.

Hp и м е р 4. Плавки проводиЛи аналогично примеру 3, но мощность печи снижали íà 90Х.

Hp и м е р 5. Плавки проводились аналогично примеру .1, но летку выполняли на одном уровне с подиной печи.

В таблице приведен химический состав передельных малофосфористых марганцевых шлаков.

Использование сырых кусковых карбонатных концентратов для получения малофосфористого марганцевого шпака по предложенному способу обеспечивает следующие преимущества: стабильное содержание фосфора 0,017-0,020Х, повышение основности шпака до. 0,6-0,7 и снижение расхода флюса на последующем переделе, улучшение электрическо- го режима печи вследствие повышения электросопротивления ванны из-за снижения температуры колошника на 250350 С,(тенло отходящих газов используется на сушку и декарбонизацию концентратов), увеличение в 3-5 раэ в:. структуре шлака доли .наиболее легко восстановимой марганецсодержащей фазы - манганозита, снижение себестоимости производимого малофосфористого шпака на 3 руб/т за счет исключения агломерации и додрабливания кускового карбонатного концентрата до аглокласса.