Способ получения силикомарганца с барием

(51) 22 33/04 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к области черной металлургии, в частности, к процессу выплавки бесшлаковым углетермическим способом силикомарганца с барием для раскисления и модифицирования стали. Способ включает загрузку в печь и плавление шихты, состоящей из марганцевой и баритовой руд, кварцита и углеродистого восстановителя при соблюдении соотношений МВаО (7,31) и 2 (1,11). Достигаемым техническим результатом является повышение степени извлечения кремния на 3,24,исключение операции брикетирования,что позволяет снизить дополнительный расход электроэнергии и использования оборудования для брикетирования.(72) Байсанов Сайлаубай Омарович Салина Валентина Алексеевна Толымбеков Манат Жаксыбергенович Байсанов Алибек Сайлаубаевич(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Химикометаллургический институт им. Ж. Абишева Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛИКОМАРГАНЦА С БАРИЕМ Изобретение относится к области черной металлургии, в частности, к процессу выплавки углетермическим способом силикомарганца с барием, для раскисления и модифицирования стали. Предлагаемый способ может быть использован на металлургических и машиностроительных заводах (литейное производство) для получения специальных ферросплавов, предназначенных для улучшения качества стали. Известен способ получения 65-ного ферросилиция с барием в закрытой печи мощностью 63 А (Матвиенко В.А., Парфенов А.А.,Бабченко Н.В., Лейбман Е.М., Привалов О.Е.,Иванов А.М. Выплавка 65-ного ферросилиция с барием в закрытой печи мощностью 63 А // Бюллетень черной металлургии. 1992. - 2 (1114). С.27-28). В начале испытаний выплавляли ферросилиций марки ФС 65 из следующей навески шихты кварцит антоновский - 300 кг, кокс 115 120 кг, ангарский полукокс - 60 кг, стружка - 55 кг. Для выплавки сплава ФС 65 Ба 1 в состав шихты вводили 10 кг баритокварцитовой руды жайремского месторождения. Средний химический состав выплавленного металла 64,90,6 Ва 1,27 А. Кроме того, сплав содержал до 0,34 Са 0,210,026 Р 0,22 С 0,0045 . Степень извлечения 95,544,9 Ва. Выход металла с содержанием алюминия до 1,5 составил 85,0,выше 1,5 - 15,0. Недостатки применение железной стружки увеличивает стоимость сплава и низкое содержание бария в сплаве. Известен способ выплавки 90-ного ферросилиция с барием в открытой печи мощностью 8550 кВ (Парфенов А.А., Исхаков Ф.М., Рысс М.А., Попова Э.Б., Рябчиков И.В. Технология выплавки 90-ного ферросилиция с барием // Бюллетень черной металлургии. 1987. 12(1040). -с. 35-36). На выплавку ФС 90 с барием печь была переведена после выплавки обычного ФС 90. Для этого в состав шихты было введено 20 кг баритовой руды. Состав колоши кварцит - 300 кг,кокс - 165 кг, древесный уголь - 30 кг, баритовая руда - 20 кг. Химический состав металла,85,05,94 Ва 5,621,7 А 0,2-0,3 С 0,1-0,150,10,12 М 0,1-0,2 С 0,015-0,025 Р. Извлечение,78,096,6 Ва. Недостатком данного способа является применением древесного угля в качестве восстановителя, что значительно удорожает процесс выплавки сплава. Необходимо отметить высокую степень извлечения бария в сплав (96,0). Наиболее близким к заявленному способу является способ производства комплексного кремнистого ферросплава,содержащий щелочноземельные, редкоземельные и другие активные элементы (Пат.2247169 опубл. 27.02.2005). Способ включает загрузку в печь и проплавление шихты, состоящей из кварцита и брикетированной смеси рудной части шихты с избытком углеродистого восстановителя,необходимого для восстановления ведущих элементов, при недостатке восстановителя во всей шихте. В смесь для брикетирования рудной части шихты с углеродистым восстановителем вводят интенсификатор процесса и отходы собственного производства в виде ферросплава крупностью менее 1 мм, шлака и возгонов в количестве соответственно 2-10 и 1-15. При этом в качестве интенсификатора используют сульфиды и/или оксиды меди и никеля, боратовую руду и плавиковый шпат. Степень извлечения кремния составила 80. Недостатками данного способа являются 1) необходимо оборудование для брикетирования шихты 2) увеличение энергозатрат на брикетирование 3) дополнительное применение дефицитного плавикового шпата. Задачей изобретения является разработка бесшлакового углетермического способа получения силикомарганца с барием из минерального сырья с увеличением степени извлечения кремния до 83,24. Это достигается тем, что при выплавке силикомарганца с барием бесшлаковым углетермическим процессом, заключающийся в проплавлении шихты, состоящей из баритовой руды(фр.8-90 мм), кварцита (фр.8-70 мм) и углеродистого восстановителя (фр.10-35 мм), в шихту дополнительно вводят марганцевую руду(фр.8-90 мм) в соотношениях МВаО (7,31) и 2 (1 Д 1) для получения сплава с содержанием бария 1,26 (по массе). Техническим результатом является увеличение степени извлеченияв сплав на 3,24, исключение операции брикетирования, что позволяет снизить дополнительный расход электроэнергии и использования оборудования для брикетирования. Способ отличается от прототипа тем, что в шихту дополнительно вводят марганцевую руду в соотношениях МВаО (7,31) и 2 (1,11) для получения сплава с содержанием бария 1,26 (по массе). При соотношении марганца в шихте МВаО(6,30,14) происходит снижение содержания марганца в силикомарганце, что нежелательно. При соотношении МВаО(8,30,14) происходит снижение содержания бария в сплаве, так как по данным термодинамически-диаграммного анализа системы в сплаве появляется свободный несвязанный в силициды марганец, в котором растворимость бария снижается. Плавление шихты при соотношениях МВаО (7,31) и 2(1,11) позволяет получить степень извлечения бария 8,14. Продуктом плавки является нестандартный силикомарганец (59,29 М 35,44) с содержанием бария 1,26, который пригоден для получения специальных марок стали лонжеронная, строительная, конструкционная. Пример реализации предлагаемого способа Испытания предложенного изобретения проводили в руднотермической печи мощностью трансформатора 0,2 А. Характеристика шихтовых материалов приведена в таблице. Таблица Характеристика шихтовых материалов Материал Марганцевая руда Мынарал Баритовая руда Жуманай Кварцит Гектурмас Технический анализ Химический состав остатка золы, масс.Ств Ар общ Кокс КНР 84,38 10,44 2,61 2,57 18,74 33,27 12,64 9,86 4,78 0,057 5,39 Примечание н/о - не определено- содержания ВаО ив 4. Научно-экспериментальным поиском установлено, что переход бария в металл определяется сопутствующим процессом восстановления кремния. Так, при содержании кремния в металле 35,44, содержание бария в сплаве составляет 1,26. Состав колоши, кг марганцевая руда Мынарал 20,0 баритовая руда Жуманай -4,2 кварцит Тектурмас-10,0 кокс КНР (кокс Китайской Народной Республики) -11,2. Расход электроэнергии составил 1321,6 кВтч. Химический состав сплава, масс.59,29 М 35,441,26 Ва 2,070,25 С 0,0120,033 Р. Степень извлечения компонентов в сплав,62,97 М 83,248,14 Ва. Химический состав шлака,масс.14,03 МО 31,05 2 28,0 ВаО 1,13 6,82 А 12 О 3. Всего за кампанию было израсходовано 540 кг марганцевой руды Мынарал 63 кг баритовой руды Жуманай 228 кг кварцита Тектурмас 268,7 кг кокса КНР. Выплавлено 298,3 кг металла и получено 37,1 кг шлака и карбидной массы. Кратность шлака равна 0,12. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения силикомарганца с барием,включающий загрузку и проплавление шихты,состоящей из рудной части и углеродистого восстановителя, отличающийся тем, что в состав рудной части дополнительно вводят марганцевую руду при соотношениях М ВаО (7,31) и 2 (1,11).