Файл: Сырьевая база и подготовка материалов к металлургическому переделу.doc

Руды для передельного чугуна имеют низкий предел по марганцу – 20-22 %, при выплавке ферромарганца 37-47 % и выше.

Фосфор в рудах не должен превышать 0,15-0,2 %. Почти все руды удовлетворяют этим требованиям.

Содержание SiO₂ для богатых руд – 8-9 % и 10-35 % для бедных.

Основными месторождениями марганцевых руд в Украине является Никопольское (Днепропетровская область). Общие запасы – 1 млрд.т при оценке всех мировых ресурсов этих руд в 3 млрд.т. Они залегают в виде пласта мощностью от 0,75 до 3 м. Месторождение состоит из ряда крупных участков залежей: Западно-Никопольского, Грушевско-Басанского, Марьевского, Максимо-Тимошевского. В границах залежей установлена закономерная смена окисных марганцевых руд закисными карбонатными. Количественное и качественное соотношение рудообразующих минералов изменяется не только от участка к участку, но и по вертикали пласта. Руды различны также по текстуре и по характеру вмещающих пород.

Из нескольких шахт и карьеров руды одновременно поступают на действующие обогатительные фабрики, где они смешиваются и обрабатываются по единой технологической схеме. Производственные мощности позволяют добывать до 20 млн. т руды, концентрата – до 10 млн. т. В 1997 г. производство твердого концентрата составило около 3 млн. т.

Из всех запасов руд – 80 % - пиролюзит, остальные карбонатные руды. Пустая порода кислая – SiO₂ – 20-30 %, 6-8 % Al₂О₃, Р – 0,1-0,3 %. Добываемая руда обогащается промывкой и в меньшей степени магнитной сепарацией. Полученные концентраты делятся на классы. Пиролюзит  52 % Мn, Сорт А –  47 %, I –  43 %, II – 34-43 %, III – 25-34 %, шламы – 22-24 %.

Развитие месторождения идет по пути увеличения открытой добычи.

Чиатурское (Грузия), запасы – 180 млн.т. Содержание марганца колеблется от 25 до 47 %, Р – 0,18-0,20 %, железа мало. Типы руд – пиролюзит и карбонатные. Пустая порода – глина и песок, легко удаляется при промывке. Обогащение производится промывкой, затем руда делится на 4 сорта: I – 48-50 % Мn, II – 42-48 %, III - 34-42 %, IV 22-34 %. Карбонатная руда содержит 22-30 % Мn и не менее 10 % СаО. Месторождение является поставщиком качественных руд для ферросплавной промышленности.

В странах СНГ имеются еще месторождения марганцевых руд

---

, но их значение гораздо меньше. Это Полуночное, Марсятское, Ивдельское на Урале, Усинское и Назульское в Западной Сибири, Джездинское и Аталуйское в Казахстане и др.

В последние годы южнее Запорожья открыты – Больше Токмакское месторождение карбонатных марганцевых руд с содержанием до 20 % Мn. Пустая порода основная. Из месторождений других стран наиболее известны:

Бразильское – 70 млн.т. – 48-51 % Мn,

Золотой Берег – 30 млн.т – 46-61 % Мn,

ЮАР – 50 млн.т – 40-50 % Мn,

Индийское – богатых руд 30 млн.т, бедных – в несколько раз больше.

Югославия 230 млн.т

КНР 211 млн.т

Болгария 10 млн.т

Венгрия 13 млн.т

3 ФЛЮСЫ, ЗАМЕНИТЕЛИ РУД И ФЛЮСОВ,

Другие материалы

Флюсами (плавнями) – называют материалы, применяющиеся в доменной, сталеплавильной плавке и других металлургических процессах для

- непрерывного удаления пустых пород и оксидов посторонних металлов, содержащихся в исходном рудном сырье и коксе, вредных примесей;

- предохранения расплавленных металлов от взаимодействия с внешней газовой средой;

- снижение температуры расплавления материалов.

При плавке руд флюсы образуют с пустой породой и золой топлива сложные по составу соединения, которые образуют шлак. Это Fe₂SiO₄ – фаялит; (СаО)_xFeO_2-x2MnOSiO₂ – известковожелезистый

оливин (образуется в кислотном шлаке); СаОSiO₂; 2CaOSiO₂ – cиликаты кальция; (1-2)СаОFe₂O₃ – ферриты кальция. В зависимости от состава вносимой в печь пустой породы флюсы разделяются на основные, кислые, глиноземистые. Количество необходимого введения флюсов ограничивается основностью материалов и основностью шлака.

---

Основные флюсы

Кальцитовый известняк – содержит 50-54 % СаО и не более 2 % МgО.

Доломитизированные известняки - от 2 до 17 % МgО.

Доломиты -  17 % МgО.

Мел – (СаСО₃).

Известь (СаО).

Кислые флюсы

Необходимы при плавке основных и высокоглиноземистых руд, когда шлаки содержат более 20 % Al₂О₃, 10-30 % СаО и добавки МgО не дают положительного эффекта.

Глиноземистые флюсы

Применяют при плавке малоглиноземистых руд.

Виды: бокситы - Al₂О₃nН₂О,

глиноземистые сланцы,

высокоглиноземистые руды.

Температура плавления оксидов, входящих в состав пустой породы агломерата, окатышей, руд, а также в золу кокса (SiO₂ – 1728⁰С; Al₂О₃ – 2040⁰С; СаО – 2570⁰С; МgО – 2800⁰С) значительно выше температуры плавления шлака в доменных или сталеплавильных печах (1350-1600⁰С). Для достижения хорошей текучести некоторые оксиды, например SiO₂, необходимо нагревать значительно выше температуры плавления. Вместе с тем при определенном соотношении вышеуказанных оксидов образуются легкоплавкие составы с температурой плавления ниже 1300⁰С и хорошей текучестью при 1450-1600⁰С. Для условий Украины необходимо также, чтобы шлаки содержали определенное количество свободных оксидов (СаО и МgО) для обеспечения требуемой обессеривающей способности.

Но так как в Украине пустая порода железных и марганцевых руд кислая, то есть состоит в основном из SiO₂ и Al₂О₃, флюсы, которые применяют в черной металлургии, – основные. В качестве основных флюсов применяют кальцитовый (СаСО₃) и доломитизированные известняки.

Так как кальцит в чистом виде не встречается, а сопровождается Al₂О₃, SiO₂, то качество известняка определяют величиной нерастворимого остатка (суммой содержания SiO₂ и Al₂О₃).

Вредных примесей серы и фосфора в известняках обычно мало. Пределы содержания фосфора согласно ТУ от 0,01 до 0,005 % для малофосфористого чугуна.

Известняк, поступающий на металлургические предприятия, подразделяется на 2 класса (сорта)

I сорт – СаО не менее 52 %, н.о.  2,0 % (SiO₂);

II сорт – СаО  50 %, н.о.  4,0 % Р  0,005 %.

Крупность кусков – 25-100 мм.

---

Наряду с обычным – кальцитовым известняком широкое применение в черной металлургии имеет доломитизированный известняк – природная или искусственная смесь СаСО₃ и МgСО₃.

Применение его вызвано необходимостью повысить содержание МgО в шлаках до 6-8 % для увеличения его подвижности и устойчивости физико-химических свойств при изменении температуры в печи и состава шлака.

Основные требования к известнякам и извести приведены в таблицах 3.1–3.6.

Известняки, поставляемые для обжига, должны соответствовать техническим условиям и не содержать посторонних предметов и примесей.

Для производства извести используются известняки в соответствии с требованиями ТУ У 14-16-168-2000 «Известняки флюсовые ОАО «Новотроицкое рудоуправление», а также ТУ У 14-16-53-2000 «Известняк флюсовый Комсомольского государственного рудоуправления».

По химическому составу известняки должны удовлетворять требованиям, указанным в таблице 3.2.

По гранулометрическому составу необходимо применять известняки с крупностью кусков 40-80 мм. Как исключение, могут быть использованы известняки с крупностью кусков 20-80 мм по разрешению заместителя главного инженера по аглодоменному производству.

Согласно ТУ известняки должны удовлетворять требованиям по крупности, указанным в таблице 3.3.

В используемом известняке не допускается наличие кусков крупностью более 100 мм.

Известняки с размером кусков 20-80 мм используются для производства извести более низкого качества при одновременном снижении производительности печи (на 15-20 %). Общие требования к качеству извести для сталеплавильного производства регламентируются техническими условиями ТУ У 26.5-00193714-042-2001 «Известь для сталеплавильного и ферросплавного производств».

Таблица 3.1 – Основные требования к качеству известняков

Рудоуправление	Марка	Норма, %
		СаО+MgO, не менее	MgO, не более	MgO, не менее	Нерастворимый остаток, не более
Новотроицкое, ТУ У 14,1-00191816-001-2003	Ч-1	53,5	5,0	–	2,0
	Ч-2	51,5	5,0	–	4,0
	ЧД-1	52,5	–	7,0	2,0
	ЧД-2	50,5	–	5,0	4,0
Комсомольское, ТУ У 14,1-00191827-001-2003	Ч-1	54,0	5,0	–	2,0
	Ч-2	51,4	5,0	–	4,0
Докучаевский флюсодоломитный комбинат, ТУ У 322-16-75-97	Ч-1	53,5	5,0	–	2,0
	Ч-2	51,5	5,0	–	4,0
	ЧД-1	52,5	–	7,0	2,0
	ЧД-2	50,5	–	5,0	4,0
	ЧДУ-1	52,5	9,0	7,0	2,0
	ЧДУ-2	51,5	10,0	5,0	3,0

---

Химический состав извести должен соответствовать требованиям, указанным в таблице 3.4.

Таблица 3.2 – Основные требования по химсоставу известняков

№ п./п.	Наименование показателя	Норма для марки, %
		Новотроицкое				Комсомольское
		С-1	С-2	Ч-1	Ч-2	Ч-1	Ч-2	С-1	С-2
1	Массовая доля СаО+ МgО, не менее	53,5	52,5	53,5	51,5	54,0	51,5	54,0	52,5
2	Массовая доля МgО, не более	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
3	Массовая доля SiO2, не более	1,5	2,0	–	–	–	–	1,5	2,0
4	Массовая доля нерастворимого осадка, не более	–	–	2,0	4,0	2,0	4,0	–	–
5	Массовая доля S, не более	0,06	0,10	–	–	–	–	0,06	0,09
6	Массовая доля Р, не более	0,06	0,06	–	–	–	–	0,06	0,06

Таблица 3.3 - Основные требования по крупности известняков

Крупность куска известняка (класс), мм	Допускается содержание кусков крупностью, % по массе, не более
	ниже нижнего предела	ниже верхнего предела
Новотроицкое РУ
40-80	7	7
Комсомольское РУ
40-80	10	20
20-80	10	20

---