Выплавка ферромарганца
Основным компонентом при выплавке ферросплавов является марганцевая руда. В природе чистый марганец встречается редко в основном в соединении с другими элементами. Поэтому чтобы извлечь максимально чистый марганец, металлурги применяют метод восстановления его углеродом. Реакция проходит по формуле:
2MnO + 2C→ 2Mn + 2CO
Углерод — считается самым универсальным восстановителем. Во-первых, он чаще всего встречается в природе и считается самым доступным элементом. Во-вторых, при правильных температурных режимах, возможно, восстановить практически все элементы. При росте температуры сродство углерода увеличивается с кислородом, в то время как у большинства элементов сродство с кислородом идет на спад.
В качестве восстановителя используются различные углеродистые материалы. По своим техническим характеристикам самым популярным является коксовый орешек (отсев металлургического кокса) с содержанием золы – до 11%, влаги – до 20%.
В основном на производстве применяют коксовый орешек фракции 10—25 мм, 8—25 мм. Также возможно использование других видов углеродистых материалов, таких как коксовая мелочь, кокс доменный, кокс нефтяной, кокс пековый электродный. Также в качестве эксперимента для возможности экономии производят замены 30% части коксового орешка на антрацит.
Технология получения высокоуглеродистого ферромарганца
Производство ферромарганца с высоким содержанием углерода осуществляется двумя методами:
- Бесфлюсовый метод – обеспечивает получение стандартного сплава и шлака с маленьким содержанием фосфора.
- Флюсовый метод – особенностью этого процесса является ввод в шихту известняка, для повышения восстановления марганца.
При выплавке высокоуглеродистого ферромарганца применяют такие шихтовые материалы:
- агломерат.
- марганцевый шлак.
- марганцевые руды (месторождения Австралия, Гана).
- известняк.
- кокс орешек фракции 5 – 25 мм.
- окатыши железорудные.
- вторичное марганцевое сырье.
Плавка ведется при температуре до 1800 ⁰С, непрерывным методом с периодическим выпуском расплава.
Преимущества и недостатки углеродных восстановителей
Преимущества:
- Распространенность в природе.
- Бесшлаковый процесс.
- При восстановлении образуется СО (газообразное состояние), который удаляется с реакционной зоны.
- При высоких температурах возможно восстановление любого элемента с его оксида.
Недостатки:
- Так как углеродотермический метод восстановления является экзотермическим процессом, то необходимо затрачивать большое количество электроэнергии.
- Результат плавки – нечистый продукт, а углеродистый ферросплав.