Главная      Учебники - Производство     Лекции по производству - часть 4

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

  

 

содержание   ..  221  222  223   ..

 

 

Исследование причин повышения концентрации серы в ферросиликомарганце и разработка способов ее снижения

Исследование причин повышения концентрации серы в ферросиликомарганце и разработка способов ее снижения

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Введение

1 Общие технологические особенности получения ферросиликомарганца в рудовосстановительных печах

1.1 Характеристика шихтовых материалов

1.1.1 Марганцевая руда и концентраты

Руда,ГОК,карьер Массовое содержание, %
Mn Fe MnO2 MnO SiO2 Al2 CaO MgO P S R2 O п.п.п.
ОГОК,Александровский карьер 16,9 2,54 2,88 19,5 35,4 4,96 6,86 2,30 0,147 0,052 1,61 19,8
ОГОК,Шевченковский карьер 25,0 2,74 33,0 5,29 36,4 4,86 2,70 1,92 0,170 0,044 2,39 11,3
ОГОК,Северный карьер 25,8 2,56 33,8 5,61 32,8 4,37 4,6 1,81 0,160 0,056 2,22 13,2
ОГОК,Запорожский карьер 24,7 2,95 33,1 4,90 35,3 4,78 2,74 2,26 0,166 0,055 2,49 12,0
МГОК,Басановский карьер 26,8 2,55 34,4 6,54 35,5 3,09 1,24 1,54 0,144 0,022 2,19 9,4
МГОК,Грушевский карьер 20,3 2,72 8,27 19,6 38,6 4,10 6,26 2,14 0,153 0,059 1,75 19,6
Габон 52,0 3,0 н.св н.св 4,0 6,0 0,3 0,2 0,13 н.св н.св н.св
Австралия 48,0 5,0 н.св н.св 13,3 1,0 0,7 0,5 0,05 0,02 н.св 7,2
Наименование и сорт концентрата
Мn МnО2 МnО SiO2 СаО MgO Al2 Fe2 Р Na2 O К2 О BaO П.П.П.
Никопольские:
Оксидный I сорта 44,0 48,3 17,4 13,7 3,2 1,3 1,5 1,9 0,19 0,4 1,0 0,4 14,2
Оксидный 1Б сорта 42,0 46,0 16,7 15,4 3,3 1,4 1,7 2,2 0,19 0,4 1,2 0,1 14,5
Оксидный IIсорта 36,8 38,5 16,2 20,7 3,9 1,8 1,7 2,6 0,19 0,4 1,5 0,3 15,2
Карбонатный Iсорта 31,0 19,3 24,3 19,2 7,3 1,5 2,5 2,5 0,18 0,9 0,9 0,4 22,5

1.1.2 Восстановители

Вид и тип

Под-

 Гранулометрический состав Химический состав, физические свойства
наименование типа продукции

класс крупности,

контрольный класс крупности,

массовая доля контрольного класса крупности,%,

массовая доля марганца,

массовая доля влаги,
Концентратмарганцевый оксидный(О) I неклассифи-цированный 0-60 +60 15 42,0 16,0
IБ неклассифицированный 0-60 +60 15 41,0 16,0
II неклассифицированный 0-60 +60 15 34,0 22,0
III неклассифицированный 0-60 +60 15 25,0 23,0

Концентрат марганцевый

 I поклассифи-цированный 0-100 + 100 25 26,0 18,0
0-50 + 50 15
II неклассифи-цированный 0-100 + 100 25 23,0 20,0
0-50 + 50 15
I крупно-кусковый 10-150 -10 15 26,0 12,0
I мелко-кусковый 0-10 + 10 15 26,0 18,0
Концентрат марганцевый высоко-интенсивной магнитной сепарации (ВМС) - крупнозернистый 0 - 1 + 1 - 26,0 23,0
Показатель Металлургический кокс Кокcик Полукокс Нефтяной кокс Древесный уголь
1 2 3 4 5 6
Содержание по техническому анализу, %:
Зола Аd 10,65 10,80 27,00 0,71 1,45
Летучие Vdaf 1,44 1,20 5,60 8,08 14,54
Влага Wp 0,44 1,30 1,90 0,80 2,10
Сера Sd 0,89 1,34 0,91 0,58 0,04
Твердый углерод CT 87,02 86,66 71,49 86,98 83,97
Реакционная способность при 1323 К, мл/(г∙с) 0,69 0,92 8,00 0,42 11,1
,Ом∙м (фракция 3-6 мм) 1,21 1,48 7500 3∙I06 2∙106
Структурная прочность,% 83,0 85,0 63,7 64,3 39,0
Плотность, г/см3 :
истинная 1,82 1,95 1,58 1,41 1,40
кажущаяся 0,91 0,93 0,93 1,12 0,40
Пористость, % (см3 /г) 53,1(0,49) 49,7(0,51) 55,0(0,67) 20,1(0,18) 63,8 (1,1)
Состав золы, %:
SiO2 35,4 36,5 75,7 46,3 1,90
Al2 23,3 22,2 11,2 24,3 3,40
CaO+MgO 3,8 3,9 3,0 10,5 41,1
Fe2 , 33,8 33,7 7,6 14,2 0,85
Р2 0,24 0,24 0,03 0,75 5,12
К2 O 2,13 2,64 1,18 0,13 0,29
Наименование показателей Норма для класса и марки
10-25 мм 8-25 мм
К01 К02 К03 К04
Зольность А, не более 11,0 13,0 15,0 16,0
Массовая доля общей влаги, не более 20,0 20,0 20,0 22,0
Массовая доля кусков размером, не более
более 25 мм 10,0 10,0 10,0 10,0
менее 10 мм 9,0 12,0 15,0 -
менее 8 мм - - - 13,0
Наименование показателя Норма для марки
КК1 КК2
Зольность А, не более 13,0 15,0
Массовая доля общей серы, не более 2,0 2,2
Массовая доля общей влаги 8,0 8,0
Показатель прочности
М25, не более 80,0 76,0
М10, не более 9,0 10,0
Массовая доля кусков размером менее 25 мм, не более 7,0 9,0

1.1.3 Кварцит

Показатели Норма
Размер кусков, мм 10-35
Массовая доля кусков размером менее 10 мм, %, не более 15
Массовая доля кусков размером более 25 мм, %, не более 32
Зольность А, %, не более 13
Массовая доля общей влаги, %, средняя 18
Наименование показателя Норма для марки
МК1 МК2 МК3
Зольность, Ас, % не более 13,0 16,0 18,0
Массовая доля общей влаги, % не более 22,0 22,0 24,0
Массовая доля кусков размером, % не более 9,0 8,0 6,0
Размер кусков, мм 0-10, 0-8 0-10, 0-8 0-8

1.2 Печи для производства ферросиликомарганца

1.3 Технология производства ферросиликомарганца

1.3.1 Сортамент

Месторождение Массовое содержание, %
SiO2 Fe2 А12 СаО MgO
Васильковское 97—98 0,2—0,4 0,9—1,3 0,2—0,4 0,1—0,3
Толкачевское 96—98 0,4—0,9 0,2—1,0 0,7—0,3 0,1—0,3
Овручское 97—98 0,5—1,0 0,4—1,2 0,2—1,0 0,2—0,4
Марка Si

Мn,

 С Р S
Группа силикомарганца
А Б
не более
МнС25 25,0—35,0 60,0 0,5 0,05 0,25 0,03
МнС22 20,0—25,0 65,0 1,0 0,10 0,35
МнС17 15,0—20,0 2,5 0,10 0,60
МнС12 10,0—15,0 3,5 0,20 0,60

1.3.2 Технологические особенности

Класс крупности Размер кусков ферросиликома-ргаица, мм Массовая доля кусков по размерам в партии Максимальный размер надрешетных кусков по усредненным измерениям в трех направлениях, мм
в процентах не более
надрешетного подрешетного
1 20 - 200 10 10 300
2 20 - 100 10 10 200
3 5 - 100 10 10 200
4 5 - 50 10 10 100
5 5 - 25 10 15 50
6 0 - 300 10 - 350

2. Исследование сульфидных компонентов ферросиликомарганца

2.1 Сера в структуре стали и ферросплавов

2.1.1 Влияние серы на свойства стали и методы ее снижения

Р Si Mn Fe Al С S Ti Ni Cu Cr
0,4 17,8 74,2 5,8 0,019 1,34 0,008 0,13 0,04 0,020 0,018
0,35 18,0 74,2 5,9 0,017 1,21 0,011 0,14 0,04 0,011 0,014
0,25 18,3 73,6 6,0 0,020 1,20 0,015 0,15 0,03 0,014 0,020

2.1.2 Некоторые особенности сульфидов компонентов силикомарганца

2.2 Результаты экспериментальных исследований

Марка сплава Химический состав, %
Si V C Cr S W P Мо Mn Тi
Ферросилиций ФС90 >89 – – – <0,02 – <0,03 – <0,2 –
Феррохром ФХ001 <0,8 – <0,01 >68 <0,02 – 0,02 – – –
Ферромарганец ФМн75 <2,0 – <7,0 – <0,03 – <0,45 – >75 –
Феррованадий Вд1 <2,0 >35 <0,75 – <2,0 – <0,10 – – –
Ферровольфрам В3 <1,2 – <0,7 – <0,15 65 <0,10 – <0,6 –
Ферротитан Ти0 – <0,2 <0,10 – <0,03 – <0,04 – – 35
Ферромолибден ФМ2 <1,5 – <0,10 – <0,15 <1,0 <0,10 >55 – –

2.3 Рентгеноструктурные исследования опытных сплавов

Предприятие № проб Компоненты, %
Mn Si расчет) Fe S P C
1 2 3 4 5 6 7 8
НЗФ 1 74,6 (15,9) 6,6 0,030 0,47 2,4
2 71,0 (14,7) 11,8 0,033 0,46 2,4
3 68,4 (13,9) 14,2 0,030 0,46 2,3
4 66,7 (13,4) 17,1 0,024 0,45 2,2
5 64,5 (12,7) 18,9 0,030 0,44 2,2
ЗФЗ 1 75,3 15,4 6,2 0,11 0,48 2,3
2 72,6 13,8 10,4 0,09 0,46 2,5
3 71,1 13,2 12,7 0,08 0,45 2,3
4 69,3 13,1 14,7 0,07 0,44 2,2
5 68,6 12,4 15,7 0,06 0,44 2,5
УкрНИИспецсталь 1 74,5 16,30 5,94 0,063 0,46 2,5
2 70,0 15,12 11,31 0,058 0,46 2,3
3 68,3 14,32 14,08 0,042 0,45 2,3
4 66,7 14,07 17,13 0,035 0,44 2,2
5 64,8 13,63 19,20 0,024 0,44 2,3
Исходный силикомарганец
72,8 18,4 6,72 0,021 Ti0,09 Ni0,04

3.1 Источники серы и титана при выплавке силикомарганца

3.2 Вероятная модель взаимодействия серы с оксидами

Опыты

 Добавка стали, г Компоненты сплава, %
Mn Si Fe Ti C
1 2 3 4 5 6 7
исходный – 72,8 18,4 6,72 0,091 1,24
2 10 68,3 17,28 12,40 0,084 1,55
3 15 66,2 16,76 14,98 0,082 1,69
4 20 64,3 16,28 17,41 0,079 1,82
5 25 62,5 15,82 19,70 0,077 1,95

Выводы

– использования флюсов с повышением основности шлака.

Список использованной литературы

1. Хаиффс К. – Реакции в твердых телах и на поверхности/ Ч.2, пер. с нем.// М., Иностранная литература, 1963. – 275с.

2. Самсонов Г.В., Дроздова С.В. – Сульфиды/ М.: Металлургия 1972. – 304с.

3. Алешин А.Н., Рогачев И.П., Зильберман А.Ю. и др. – Комплексное использование вторичных марганецсодержащих материалов/ Сталь, 1996, №2, с. 67–70.

4. Матюшенко В.И., Кучер А.Г., Мироненко П.Ф. и др. – Разработка технологии выплавки углеродистого ферромарганца с применением серосодержащих материалов/ Сб. ’’Физико-химические процессы в электротермии ферросплавов’’// М., Наука, 1981, с.59–63.

5. Гасик М.И. – Электрометаллургия ферросплавов// Киев–Донецк, Выща школа, 1983. – 376 с.

6. Гасик М.И., Лякишев Н.П. Теория и технология электрометаллургии ферросплавов. – М.: Металлургия, 1999. – 764с.

7. Ефименко Г.Г., Гиммельфарб А.А., Левченко В.Е. Металлургия чугуна. Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1981. – 496 с.

8. Эднерал Ф.П. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М; "Металлургия", 1977. – 488 с.

9. Теория и технология производства ферросплавов: Учебник для вузов / Гасик М.И., Лякишев Н.П., Емлин Б.И. М.: Металлургия, 1988. – 784 с.

10. Лесников С.В., Казанцев А.П. Обогащение марганцевых руд. //горный журнал. 1994. – №5. – с 6-9.

11. Толстогузов В.П., Петров А.В., Кривенко В.В. Блочное строение агломератов из карбонатных марганцевых концентратов. //Изв. вузов. Чер. Металлургия, 1989. – №7. – с.21-25.

12. Гасик М.И. Электротермия марганца. – К.: Техника, 1979. – 167с.

13. Хитрик С. И., Гасик М.И., Кучер А. Г. Электрометаллургия марганцевых ферросплавов. "Техника", 1971. – 188 с.

14. Рысс М.А. Производство ферросплавов. М.: Металлургия, 1985. – 344 с.

15. Гасик М.И., Ганцеровский О.Г., Овручак А.Н., Рогачев И.П. Ферросплавы Украины. – 2000. – Днепропетровск: "Системные технологии ", 2001 – 143с.

16. Воливахин В.И. Доменное производство. М., "Металлургия", 1976. – 248с.

17. Величко Б.Ф., Гаврилов В.А., Коваль А.В. и др. Металлургия марганца Украины. – Киев: Техника, 1996. – 472с.

18. Водин И.И., Погребняк А.И. и др. Совершенствование процесса выплавки передельного силикомарганца. – М.: наука, 1981. – с. 96-98.

19. Елютин В.П., Павлов Ю.А., Левин Б.Е. Производство ферросплавов. М.: Металлургиздат, 1957. – 435с.

20. Гасик М.И., Гаврилов В.А. Сера в структуре передельного малофосфо-ристого шлака //Металлургия и коксохимия, 1980. – Вып. 69. – с.57-60.

21. Ильченко К.Д., Кучер А.Г. Исследование теплофизических свойств шихтових материалов и шихт для выплавки марганцевих ферросплавов. В сб. "Физико-химические исследования малоотходных процессов в электротермии". – М.: Наука, 1985. – с.52-57.

22. Явойский В.И. Теория процессов производства стали. – М.: Металлургия, 1977. – 792с.

23. Рузинов Л.П., Гуляницкий Б.С. Равновесные превращения металлургических реакций /М., Металлургия, 1975. – 416с.

24. Kaneko H.I. – Japan Inst. Metals, 1963, У27, №7, р.299.

25. Левинский Ю.В. р-Т-х – диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник. М.: Металлургия, 1990. – Кн.1. – 400с.

26. Левинский Ю.В. р-Т-х – диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник. М.: Металлургия, 1990. – Кн.2. – 400с.

27. Малиночка Я.Н., Ковальчук Т.З., Багнюк М.И. Изменения сульфидных включений в стали 18ХГТ при высоком нагреве /Сталь, 1978, №3, 265. – 267 с.

28. Иукович Г.М. Раскисление стали и модифицирование неметаллических включений /М., Металлургия, 1981. – 296с.

29. Венгин С.И., Чистяков А.С. Технический кремний /М., Металлургия, 1972. – 206с.

30. Чепеленко Ю.В., Овручак А.Н., Матюшенко В.И. и др. Кинетика и механизм восстановления марганца и кремния в закрытых печах большой мощности /В сб. Технический прогресс электрометаллургии марганцевых и кремнистых ферросплавов //Днепропетровск, 1975. – 93–96с.

31. Нефедов Ю.А., Одинцов В.А., Федоринчик В.М. и др. Циклонная плавка в черной металлургии /Киев, Техника, 1975. – 216с.

32. Гармаш Г.С., Гусев В.И., Райченко Т.Ф. и др. Особенности физико-химических процессов производства марганцевых ферросплавов /Сталь,1983, 9-11с.

33. Атлас шлаков. Справ.изд. Пер. с нем. /М., Металлургия, 1985. – 208с.

34. Владимиров Л.П. Термодинамические расчеты равновесия металлургических реакций /М., Металлургия, 1970. – 528с.

35. Салли А. Марганец /пер. с англ.//М., Металлургиздат, 1959. – 296с.

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  221  222  223   ..

 

Сплав Компоненты, %
Mn Si Ti S
Товарный 73,9–75,2 17,7–19,0 0,09–0,15 0,018–0,024
Передельный 64,6–67,3 29,1–31,2 0,20–0,26 0,008–0,012