Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Современные методы и оборудование металлургии и материаловедения производство марганцевых ферросплавов. Методика расчета компонентов шихты при выплавк
.pdf
новление (27 % кремния силикомарганца окисляется кислородом
воздуха, 3 % кремния переходит в металл).
13. Силикомарганец внесет марганца
20,6002·69,99·1,0/100 = 14,4181 кг,
где 69,99 – содержание марганца в силикомарганце;
1,0 – степень перехода марганца в металл.
14. Силикомарганец внесет кремния
20,6002·27,99·0,03/100 = 0,1730 кг,
где 27,99 – содержание кремния в силикомарганце;
0,03 – степень перехода кремния в металл.
15. Силикомарганец внесет железа
20,6002·1,71 1,0/100 = 0,3523 кг,
где 1,71 – содержание железа в силикомарганце
;
1,0 – степень перехода железа в металл.
16. Силикомарганец внесет углерода
20,6002·0,2·1,0/100 = 0,0412 кг,
где 0,2 – содержание углерода в силикомарганце;
1,0 – степень перехода углерода в металл.
17. Силикомарганец внесет фосфора
20,6002·0,07·0,6/100 = 0,0087 кг,
где 0,07 – содержание фосфора в силикомарганце;
0,6 – степень перехода фосфора в металл.
18. Перейдет фосфора в газовую фазу из силикомарганца
20,6002·0,07·0,1/100 = 0,0014 кг,
где 0,1 – степень перехода фосфора в
газовую фазу.
19. Перейдет в шлак оксида марганца из передельного шлака
40,02·0,45·= 18,009 кг,
где 40,02 – количество оксида марганца в 100 кг передельного шлака;
0,45 – степень перехода марганца в шлак.
81
20. Образуется оксида кремния при восстановлении марганца, же-
леза и фосфора передельного шлака
4,0362·60/28 = 8,649 кг,
где 4,0362 – количество кремния, необходимое на восстановление;
60 – молекулярная масса SiO
;
2
28 – атомная масса кремния.
21. Исходя из химического состава количество оксида кремния,
перешедшего в шлак, будет составлять 26,68 кг из 100 кг передельного шлака.
22. Образуется оксида кремния от окисления кремния ферросили-
комарганца
20,6002·27,99·0,27·60/(28·100) = 3,3360 кг,
где 20,6002 – количество силикомарганца;
27,99 – содержание кремния в силикомарганце;
0,27 – степень окисления кремния силикомарганца;
60 – молекулярная масса SiO
;
2
28 – атомная масса кремния.
23. Всего в шлаке будет оксида кремния
8,649 + 26,68 + 3,3360 = 38,7126 кг,
где 8,649 – количество оксида кремния, образовавшегося при восста-
новлении марганца, железа и фосфора передельного шлака.
24. Перейдет в шлак оксида железа из передельного шлака
0,61·0,05·= 0,0305 кг,
где 0,61 – количество оксида железа в 100 кг передельного шлака;
0,05 – степень перехода железа в шлак.
25. Исходя
из химического состава количество оксида кальция,
перешедшего в шлак, будет составлять 21,54 кг из 100 кг передельного шлака.
26. При основности шлака CaO/SiO
= 1,5 в шлаке должно быть
2
оксида кальция
38,731·1,5 = 58,0965 кг.
27. Необходимо внести оксида кальция
58,0965 – 21,54 = 36,5565 кг.
82
28. Потребуется извести
36,5565·100/96,0 = 38,0797 кг,
где 96,0 – содержание оксида кальция в извести.
29. Перейдет в шлак оксида фосфора из передельного шлака и си-
ликомарганца
0,05·0,3·+ 20,6002·0,07·0,3·142/62·100 = 0,0249 кг,
где 0,05 – количество оксида фосфора P
в 100 кг передельного
2O5
шлака;
0,3 – степень перехода фосфора в шлак;
20,6002 – количество силикомарганца;
142 – молекулярная масса P
2O5
;
62 – молекулярная масса фосфора.
30. Исходя из химического состава количество оксида алюминия,
перешедшего в шлак, будет составлять 4,69 кг из 100 кг передельного шлака.
31. Исходя из химического состава количество оксида магния, перешедшего в шлак, будет составлять 5,17 кг из 100 кг передельного
шлака.
32. Перейдет серы в металл из передельного шлака и силикомарганца
1,24·0,01 + 20,6002·0,04·0,01/100 = 0,0125 кг,
где 1,24 – содержание серы в 100 кг из передельного шлака;
0,01 – степень перехода серы в металл;
20,6002 – количество силикомарганца;
0,04 – содержание серы в силикомарганце.
33. Перейдет серы в шлак из передельного шлака и силикомарганца
1,24·0,5 + 20,6002·0,04·0,5/100 = 0,6241 кг,
где 0,5 – степень перехода серы в шлак.
34. Перейдет серы в газовую фазу
1,24·0,49 + 20,6002·0,04·0,49/100 = 0,6116 кг,
где 0,49 – степень перехода
серы в газовую фазу.
83
35. Содержится углерода в извести и перейдет в виде СО2 в газо-
вую фазу при разложении
карбоната кальция
38,0797·4,0·12/44·100 = 0,4154 кг,
где 38,0797 – количество извести;
4,0 – содержание СО
в извести;
2
12 – атомная масса углерода;
44 – молекулярная масса СО
.
2
Количество и состав металла и шлака приведены ниже.
Количество и состав металла
Элемент
Mn
Fe
Si
C
P
S
Итого 29,4202 100,00
Из передельного
шлака, кг
13,9506
0,4507
–
–
0,0131
0,0124
Из силикомарган-
ца,кг
14,4181
0,3523
0,1730
0,0412
0,0087
0,0001
Всего
кг %
28,3687
0,8030
0,1730
0,0412
0,0218
0,0125
96,43
2,73
0,59
0,14
0,07
0,04
Количество и состав шлака
Компонент
MnO
FeO
SiO2
CaO
Al2O3
MgO
P2O5
S
Итого 126,2212 100,00
Из передельно-
го шлака, кг
18,0090
0,0305
26,680
21,540
4,690
5,170
0,015
0,620
Из силикомар-
ганца, кг
–
11,9850
–
–
–
0,0099
0,0041
Из извес-
ти, кг
–
–
32,3872
–
–
–
–
Всего
кг %
18,0090
0,0305
38,6650
58,0965
4,6900
5,1700
0,0249
0,6241
14,73
0,24
30,67
46,03
3,72
4,10
0,02
0,49
Кратность шлака – 126,2212/29,4202 = 4,29.
Основность шлака – CaO/SiO
= 58,0965/38,7126 = 1,50.
2
Получен стандартный по составу металлический марганец марки
Мн95.
Состав шихты:
передельный шлак – 100 кг;
передельный силикомарганец – 20,6002 кг;
84
известь – 38,0797 кг.
Расход материалов на 1 т металлического марганца:
передельный шлак – 3399 кг;
передельный силикомарганец – 700,2 кг;
известь – 1294,3 кг.
Материальный баланс по основным рассчитанным элементам
приведен ниже.
Материальный баланс по марганцу
Приход Расход
Поступило кг % Получено кг %
Передельный шлак
Передельный силикомарганец
Итого 45,4194 100,00 Итого 45,4194 100,00
31,0014
14,4180
68,26
31,74
Металл
Шлак
Улет и потери
28,3687
13,9506
3,1001
62,46
30,72
6,82
Материальный баланс по железу
Приход Расход
Поступило кг % Получено кг %
Передельный шлак
Передельный силикомарганец
Итого 0,8267 100,00 Итого 0,8267 100,00
0,4744
0,3523
57,38
42,62
Металл
Шлак
0,8030
0,0237
97,13
2,87
Материальный баланс по углероду
Приход Расход
Поступило кг % Получено кг %
Передельный силикомарганец
Известь
Итого 0,4566 100,00 Итого 0,4566 100,00
0,0412
0,4154
9,02
90,98
Металл
от разложения
СО
2
извести
0,0412
0,4154
9,02
90,98
Материальный баланс по кремнию
Приход Расход
Поступило кг % Получено кг %
Передельный шлак
Передельный силикомарганец
Итого 18,2167 100,00 Итого 18,2167 100,00
12,4507
5,7660
68,35
31,65
Металл
Шлак
0,1730
18,0437
0,95
99,05
85
Материальный баланс по фосфору
Приход Расход
Поступило кг % Получено кг %
Передельный шлак
Передельный силикомарганец
Итого 0,0362 100,00 Итого 0,0362 100,00
0,0218
0,0144
60,22
39,78
Металл
Шлак
Улет
0,0218
0,0108
0,0036
60,22
29,83
9,95
Материальный баланс по сере
Приход Расход
Поступило кг % Получено кг %
Передельный шлак
Передельный силикомарганец
Итого 1,2482 100,00 Итого 1,2482 100,00
1,240
0,0082
99,34
0,66
Металл
Шлак
Улет
0,0125
0,6241
0,6116
1,00
50,00
49,00
Процессы выплавки средне- и низкоуглеродистого ферромарганца
и металлического марганца характеризуются значительными потерями марганца (до 40 %) со шлаком [8] (что видно из приведенных
выше расчетов). Полезное извлечение марганца (извлечение марганца в металл) в этих процессах составляет не более 60…65 %. Повышенное содержание марганца в шлаке и весьма низкое содержание
фосфора позволяют рассматривать
его как перспективный марганецсодержащий материал. Полезное извлечение марганца может быть
повышено за счет использования отвального шлака силикотермической плавки средне- и низкоуглеродистого ферромарганца и металлического марганца для легирования чугуна марганцем путем обработки жидкого металла шлаком [9]. С этой целью чугун выпускают
из печи в ковш, на дно которого предварительно
засыпают, исходя из
требуемого содержания марганца в чугуне, в необходимом количестве отвальный шлак процессов выплавки рафинированных марганцевых сплавов. При этом снижается (или полностью исключается) расход марганецсодержащего сырья в шихте при выплавке чугуна.
86
Заключение
Проведенные расчеты шихты показали, что приведенная выше
технологическая схема позволяет выплавлять из концентратов, получаемых при обогащении марганцевых руд Усинского месторождения, всю гамму марганцевых ферросплавов без привлечения богатых
по содержанию марганца низкофосфористых импортных марганцевых руд.
Высокоуглеродистый ферромарганец выплавляют из карбонатного концентрата I сорта бесфлюсовым методом, получая стандартный
металл и
росиликомарганец выплавляют из карбонатных концентратов II сорта и отсадки и коллективного оксидного концентрата. При необходимости получения в металле низкого содержания фосфора в шихту
добавляют передельный шлак бесфлюсовой плавки высокоуглеродистого ферромарганца. Среднеуглеродистый ферромарганец выплавляют из карбонатного концентрата I сорта и ферросиликомарганца.
Низкоуглеродистый ферромарганец выплавляют
концентрата I сорта и передельного силикомарганца. Передельный
силикомарганец выплавляют из передельного шлака бесфлюсовой
плавки высокоуглеродистого ферромарганца. Металлический марганец выплавляют из передельного шлака бесфлюсовой плавки высокоуглеродистого ферромарганца и передельного силикомарганца.
низкофосфористый марганцевый передельный шлак. Фер-
из карбонатного
87
Библиографический список
1. Тигунов Л.П., Смирнов Л.А., Менаджиева Р.А. Марганец: тех-
нология, производство, использование. Екатеринбург: Изд-во АМБ,
2006. 184 с.
2. Марганец / К.Н. Трубецкой, В.А. Чантурия, А.Е Воробьев. и др.
М.: Изд-во Академии горных наук, 1999. 271 с.
3. Комплексная переработка карбонатного марганцевого сырья:
химия и технология / В.П. Чернобровин
В.Я. Дашевский. Челябинск: Изд. Центр ЮУрГУ, 2009. 294 с.
4. Технологический регламент для проекта «Строительство Усинского ГОКа дробильно-обогатительная фабрика» / ОАО «Уралмеханобр». Екатеринбург, 2008. 64 с.
5. Дашевский В.Я., Юсфин Ю.С., Подгородецкий Г.С., Баева Н.В.
Производство марганцевых ферросплавов из марганцевых руд Усин
ского месторождения // Изв. вузов. Черная металлургия. 2013. № 9.
6. Ферросплавы. Цветные металлы: Справ. М.: ЗАО «Единые ферросплавные системы», 2006. 48 с.
7. Дашевский В.Я. Ферросплавы. М.: Изд. Дом МИСиС, 2014. 362 с.
8. Лякишев Н.П., Гасик М.И. Физикохимия и технология электроферросплавов. М.: ЭЛИЗ, 2005. 448 с.
9. Патент 2458994 РФ. Способ легирования чугуна марганцем /
В.Я. Дашевский, А.А. Александров, Ю.С. Юсфин, Л.И. Леонтьев,
Г.С. Подгородецкий, М.И. Гасик. 2012. Бюл. № 23.
, В.Г. Мизин, Т.П. Сирина,
-
88
.
Учебное издание
Дашевский Виктор Яковлевич
Полулях Лариса Алексеевна
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
МЕТАЛЛУРГИИ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ
Производство марганцевых ферросплавов.
Методика расчета компонентов шихты
при выплавке марганцевых ферросплавов
Учебное пособие
Редактор И.Е. Оратовская
Компьютерная верстка И.В. Воловик
Подписано в печать 16.06.15 Бумага офсетная
Формат 60 × 90 1/
Рег. № 557 Тираж 100 экз. Заказ 4621
Национальный исследовательский
технологический университет «МИСиС»,
119049, Москва, Ленинский пр-т, 4
Издательский Дом МИСиС,
119049, Москва, Ленинский пр-т, 4
Тел. (495) 638-45-22
Отпечатано в типографии Издательского Дома МИСиС
119049, Москва, Ленинский пр-т, 4
Тел. (499) 236-76-17, тел./факс (499) 236-76-35
16
Печать офсетная Уч.-изд. л. 5,625
89
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]