Производство среднеуглеродистого и малоуглеродистого ферромаргаца FeMn
Рафинированный малоуглеродистый и среднеуглеродистый ферромарганец марок ФМн0,5, ФМн1,0 и ФМн1,5 получают восстановлением окислов марганцевой руды и бесфосфористого шлака кремнием силикомарганца в присутствии извести, связывающей кремнезем в прочные силикаты.
Процесс рафинирования протекает по следующим реакциям:
2MnO + MnSi + 2СаO = 3Mn + 2CaO.SiO2;
G° = -115 867 - 3,91 Т Дж/моль (-27 673 - 0,935 Т кал/моль);
Плавку при производстве среднеуглеродистого и малоуглеродистого ферромаргаца ведут в наклоняющихся и вращающихся ферросплавных печахмощностью 2500—3500 кВА с магнезитовой футеровкой при рабочем напряжении 150—280 В. В шихте используют жидкий или дробленый бесфосфористый марганцевый шлак (>47% Mn и 0,011 — 0,017% Р), марганцевую руду, силикомарганец (19% Si, 65% Mn, 1,0% С и с 0,30% Р в куске до 30 мм) и известь (90% СаО в кусках до 50 мм). Если в шихте отсутствует бесфосфористый шлак, то силикомарганец должен содержать 0,8% С. Руда должна быть просушена до содержания влаги, равного 1—3%. Процесс периодический и состоит из следующих операций:
заправка ванны известью и отходами от очистки сплава;
заливка шлака и повышение мощности печи;
загрузка твердой части шихты;
расплавление шихты и доводка расплава;
выпуск плавки.
Шихта для малоуглеродистого ферромарганца имеет следующий состав: 100 кг бесфосфористого марганцевого шлака, 25—35 кг марганцевой руды, 45—55 кг силикомарганца, 65—70 кг извести.
При производстве среднеуглеродистого ферромарганца обычно работают без ввода в шихту бесфосфористого марганцевого шлака. На проплавление 100 кг рудной части шихты (бесфосфористый марганцевый шлак плюс марганцевая руда) расходуется 0,366—0,396 МДж (100—110 кВт-ч) электроэнергии. На одну плавку загружают 7500—8000 кг марганцевого шлака, 3700—4000 кг марганцевой руды, 7300—7500 кг извести и 5400—6000 кг силикомарганца.
Повышение нагрузки и плавление шихты ведут на напряжении 276—254 В, а рафинирование и доводку сплава — на напряжении 232 В. Для ускорения рафинирования ванну ферросплавной печи 1—2 раза перемешивают сжатым воздухом.
Таблица 1. Технико-экономические показатели производства малоуглеродистого и среднеуглеродистого ферромарганца
Готовый ферромарганец и шлак выпускают одновременно. Разливку сплава ведут на разливочной машине конвейерного типа или в металлические изложницы. Шлак (30% MnО, 31% SiO2, 33% СаO, 2,0% MgO, 2,1% Аl2O3, 0,8% FeO) разливают в изложницы или на разливочной машине. Кратность шлака равна 0,9—1,1. Технико-экономические показатели производства рафинированного ферромарганца приведены в таблице.
