1.2 Марганцевые руды
Марганец, как один из главных легирующих элементов, играет важную роль при выплавке чугуна и стали высокого качества. Марганец частично переходит в чугун, способствуя увеличению его твердости, вязкости. Присутствие марганца в шлаке повышает его жидкотекучесть, создает условия получения малосернистых чугунов.
Марганцевые руды применяют в основном для выплавки ферросплавов, содержащих 10-82 % Мn, иногда добавляют в шихту доменной плавки при выплавке передельных чугунов с повышенным содержанием марганца (0,6-0,8 %).
Марганцевые руды промышленных типов делятся на разновидности в зависимости от вида рудного минерала (рис. 1.2).
Рис. 1.2 – Классификация марганцевых руд по типу рудного минерала
Содержание марганца в минералах составляет от 41,9 до 72,1 %. Однако в добываемых марганцевых рудах содержание марганца составляет лишь 20-57 %. Пустая порода по составу аналогична железным рудам.
Образец марганцевой руды представлен в ячейке № 6.
№ 6. Марганцевая руда применяется как добавка в агломерационную шихту при производстве агломерата для выплавки передельного и литейного чугунов; при выплавке зеркального чугуна с содержанием 10-25% марганца, доменного ферромарганца – с содержанием марганца 70-75%. На Украине расположено крупнейшее в мире Никопольское месторождение марганцевых руд с запасами 1 млрд. т (мировые запасы – 3 млрд. т). В основном добываются пиролюзитовые и карбонатные руды с содержанием марганца 23-31 %. Содержание марганца в рудах Чиатурского месторождения (Грузия) 25-47 %, запасы 180 млн. т.
1.3 Флюсы
Флюсы используют для перевода оксидов пустой породы железорудных материалов и золы кокса в жидкий шлак. Температура плавления оксидов пустой породы значительно выше температуры шлака в доменной печи (1450-1600 оС): SiO2 – 1710 оС, Al2O3 –2050 оС, СаО – 2570 оС, MgO – 2800 оС. При определенном соотношении основных и кислых оксидов, которое характеризуется индексом основности (для доменных шлаков 0,8-1,2):
- полным , (1.1)
или
- кратким (1.2)
образуются сложные легкоплавкие соединения (фаялит, силикаты кальция, железокальциевый оливин, ферриты кальция), имеющие температуру плавления ниже 1300 оС и хорошую текучесть при температуре 1450-1600 оС. Образование в горне доменной печи основного шлака (В > 1) способствует удалению серы из чугуна.
В зависимости от состава пустой породы вносимых в печь материалов флюсы разделяются на основные, кислые и глиноземистые (рис. 1.3).
Рис. 1.3 – Классификация флюсов
Как правило, доменная плавка ведется на шихте с кремнистой, то есть кислой, пустой породой, следовательно, используются флюсы с противоположными свойствами (основные), которые представлены обычным или доломитизированным известняком. Известняк, кроме кальцита и доломита, содержит 1-5 % собственной пустой породы (SiO2, Al2O3), которую также необходимо офлюсовать.
Качество флюсов|флюса| оценивают по флюсующей способности Ф, под которой|какой| понимают содержание|содержимое| свободных основных оксидов|оксида|, использованных для ошлакования пустой породы шихты (то есть необходимо учесть, что часть основных оксидов|оксида| тратится|расходует| на ошлакование собственной пустой породы (нерастворимого остатка R))
(1.3)
где CaO, MgO – содержание соответствующих окcидов в известняке %.
Образец известняка представлен в ячейке № 7.
№ 7. Известняк – обычный (50-54 % CаО, до 3 % MgO) и доломитизированный (5-10 % MgO). Месторождения известняков в Украине: Еленовское, Новотроицкое, Каракубское в Донбассе и Балаклавское, Камыш-Бурунское в Крыму. Обычно используют известняки местных месторождений. Известняк крупностью более 10 мм применятся в небольших количествах в шихте доменных печей.