Производство силикомарганца

Силикомарганец выплавляют в таких же печах, что и высокоуглеродистый ферромарганец; мощность печей достигает 63 МВА. В состав шихты входят агломерат марганцевой руды, малофосфористый марганцевый шлак, кварцит и кокс.

Восстановление оксидов марганца при выплавке силикомарганца происходит по тем же реакциям, что и при выплавке высокоуглеродистого ферромарганца.

Восстановление кремнезема происходит по следующей реакции

2С_тв + (SiO₂) + [Mn] = [MnSi] + 2 CO.

Эта реакция протекает при высоких температурах, когда металл и шлак находятся в жидком состоянии.

Силикомарганец выплавляют под шлаком с высоким содержанием кремнезема. Содержание кремния в силикомарганце зависит от содержания кремнезема в шлаке и температуры - повышение температуры в горне печи и увеличение содержания кремнезема в шлаке способствуют восстановлению кремния. Плавку силикомарганца ведут при линейном напряжении 140-240 В.

При выплавке силикомарганца стремятся к максимальному восстановлению марганца, что способствует уменьшению расхода марганцевой руды и передельного шлака. При нормальном ходе плавки содержание кремнезема в шлаке составляет приблизительно 50%; при отсутствии в шлаке каких-либо посторонних оксидов содержание закиси марганца в шлаке также около 50%. Если ввести в шлак другие трудновосстановимые оксиды (CaO, МgО и др.), то эти оксиды образуют с кремнеземом силикаты. В этих условиях закись марганца не образует прочных соединений с кремнеземом и более легко восстанавливается.

При выплавке силикомарганца около 95% Р шихты восстанавливается, 70% Р переходит в сплав и 25% теряется с газами. Выпуск силикомарганца из печи производится через каждые 1,5-2 ч. Силикомарганец выпускают в ковш, футерованный шамотным кирпичом; сплав разливают на разливочной машине.

Ниже в таблице 5 приводятся данные, характеризующие удельные расходы материалов и электрической энергии при выплавке силикомарганца с содержанием кремния 17% в печи мощностью 16,5 MBА

Таблица 5 - Удельные расходы материалов и электрической энергии при выплавке силикомарганца

Кроме товарного силикомарганца ферросплавная промышленность производит также передельный силикомарганец с более высоким содержанием кремния и меньшим содержанием железа; этот сплав применяют для выплавки малоуглеродистого ферромарганца и металлического марганца. Передельный силикомарганец должен содержать менее 0,1% С, поэтому содержание кремния в нем должно быть более 30%.

Выплавляют передельный силикомарганец в тех же цехах, в которых производят малоуглеродистый ферромарганец или металлический марганец, в печах мощностью около 4 МВА; линейное напряжение 130-140 В.

Шихта состоит из передельного малофосфористого шлака, кокса и небольшого количества известняка. Выплавляемые сплавы содержат около 30% Si; 65% Мn и 0,1% С. Сплав выпускают в стальной ковш, в ковше сплав выдерживают 30-40 мин. Содержание углерода в сплаве перед выпуском из печи 0,15-0,25%, во время выдержки в ковше содержание углерода снижается до 0,07-0,08%. Избыточный углерод всплывает в виде графитовой спели и частиц карбида кремния. Силикомарганец подвергают гранулированию или передают в жидком виде в рафинировочные печи. Расход электрической энергии на передельный сплав около 5000 кВтч/т. Извлечение марганца более 80%.