Углеродистые восстановители, углеродотермические процессы, выплавка ферросплавов, выплавка высокоуглеродистого ферромарганца

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:

  1. Бесфлюсовый метод – обеспечивает получение стандартного сплава и шлака с маленьким содержанием фосфора.
  2. 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.

Похожие статьи