Файл: Строганов, А. И. Производство стали и ферросплавов учебник для металлургических техникумов.pdf

ристого марганцевого шлака кремнием силикомарганца в присут­ ствии извести, связывающей кремнезем в прочные силикаты.

Плавку ведут в наклоняющихся и вращающихся печах мощностью 2,5—3,5 MBA с магнезитовой футеровкой при рабочем напряжении 130—280 В. Технологическая схема процесса приведена на рис. 67. Процесс выплавки рафинированного ферромарганца периодический и состоит из следующих операций:

1) заправка ванны известью и отходами от разделки сплава;

2)заливка шлака и набор нагрузки;

3)загрузка твердой части шихты;

4)расплавление шихты и доводка расплава;

5)выпуск плавки.

При производстве среднеуглеродистого ферромарганца обычно работают без ввода в шихту бесфосфористого марганцевого шлака. На проплавление 100 кг рудной части шихты (бесфосфористый мар­ ганцевый шлак плюс марганцевая руда) расходуется 100—ПО кВт -ч электроэнергии. Для ускорения рафинирования ванну один-два раза перемешивают сжатым воздухом.

Выпуск сплава и шлака производится в ошлакованный шлаком из предыдущего выпуска стальной ковш одновременно. Сплав раз­ ливают на разливочной машине конвейерного типа или в металличе­ ские изложницы. Шлак (23,6% Мп; 31% S i02; 33% СаО, 2,0% MgO, 2,1% А120 3, 0,8% FeO) разливают в изложницы или на разливочной машине. Технико-экономические показатели производства рафини­ рованного ферромарганца приведены в табл. 32.

Металлический марганец. Существует три способа производства металлического марганца — алюминотермический, электротерми­ ческий и электролитический.

197

Алюминотермический марганец в Советском Союзе в настоящее время не производят, так как даже при выборе особо чистого и бо­ гатого по марганцу сырья сплав получается загрязненным фосфором, алюминием и другими вредными примесями.

В СССР основное количество металлического марганца произво­ дят электротермическим способом в три передела: а) выплавка вы-

Маргонцевая

Рис. 67. Технологическая схема производства рафинированного ферромарганца:

с решеткой; 9 — грохот односитный; 10 — транспортер ленточный; 11 — барабан для сушки

ложница; 26 — разливочная машина; 27— слиток сплава; 28 — камера для вакуумирования сплава; 29 — рольганг; 30 — бункер с трясковым питателем; 31 — очистка сплава; 32 — барабан металлический для упаковки сплава

сокомарганцовистого бесфосфористого шлака; б) выплавка высоко­ кремнистого силикомарганца; в) выплавка металлического мар­ ганца.

Первые два передела были рассмотрены выше. Физико-химические основы третьего передела аналогичны выплавке рафинированного ферромарганца. Плавку ведут во вращающихся и наклоняющихся печах мощностью 2,5—3 MBA с магнезитовой футеровкой. Набор нагрузки и расплавление шихты ведутся на рабочем напряжении 276—320 В, восстановительный период плавки при 254—276 В и про­ грев расплава перед выпуском при 230—254 В.

Выплавку металлического марганца ведут периодическим про-

198

цессом. После выпуска очередной плавки по всей площади подины задают с шихтой около 30—40% силикомарганца и затем заливают 8—10 т шлака. После набора нагрузки на шлак загружают остав­ шуюся часть извести в соответствии с массой залитого шлака. После расплавления шихты и прогрева расплава постепенно загружают остальной силикомарганец в твердом или жидком виде. За 30 мин до конца плавки в целях ускорения рафинирования металла от крем­ ния за счет его перемешивания расплав продувают сжатым воздухом. Окончание плавки определяется расходом электроэнергии (на тонну залитого шлака расходуется 1000—1200 кВт -ч), состоянием ванны

ианализом металла.

Сцелью получения плотного слитка и уменьшения отходов

металла при разделке после слива шлака металл можно вакуумировать в течение 5—10 мин при остаточном давлении 0,3—0,5 МН/м2 (250—400 мм рт. ст.). Затем металл охлаждают в течение 3 ч в ковше и разливают в металлические изложницы. Примерный состав ко­ нечного шлака: 15,1% Мп; 28,8% S i0 2; 46,5% СаО; 1,7% А120 3; 2,8% MgO и 0,3% FeO. Основность шлака 1,5—1,6.

Вольфрам является одним из важнейших легирующих элементов для специальных марок сталей и вводится в сталь в виде ферро­ вольфрама, состав которого приведен в табл. 33.

199

1 ЛО"4 %. Наиболее важными рудными минералами являются воль­ фрамит (Fe, Mn) W 04 и шеелит CaW04. Ферровольфрам выплавляют из вольфрамитового (>60% W 03, 15—17% МпО и 0,05% Р) и шеелитового (>55% W 03, 4,0% МпО и 0,08% Р) концентратов.

В качестве восстановителя при выплавке ферровольфрама исполь­ зуют мелочь пекового кокса, гранулированный ферросилиций (68— 80% Si) и дробленные отходы от выплавки силикокальция, а при металлотермической плавке — первичный алюминий. Железо вводят в виде стружки или мелкой обрези простых углеродистых сталей.

Физико-химические свойства вольфрама. Вольфрам — металл се­ ребристо-белого цвета с температурой плавления 3380° С. Атомная

с кремнием силициды W3Si2 и WSi2, температура плавления их приведена ниже, °С:

Окислы вольфрама W 02 и W 03 относительно непрочные и имеют температуру плавления соответственно 1327 и 1377°С, а окисел W4Ou возгоняется при 800° С. В системе железо — вольфрам имеются два интерметаллических соединения: Fe2W и Fe7W6. Температура плав­ ления промышленных сплавов с 74—77% W составляет около 3000° С, поэтому производство их с выпуском жидкого сплава невозможно.

Технология выплавки ферровольфрама. Вольфрам может быть легко восстановлен из его окислов Al, Si и С, например, по реакции:

нии углеродом в условиях небольшого недостатка восстановителя, содержит менее 1 % С.

При температурах плавки (около 2000° С) возможно восстановле­ ние и переход в значительных количествах в сплав марганца и крем-

200