Инновационное производство низкоуглеродистого ферромарганца с использованием технологии виброковша

По содержанию углерода ферромарганец  подразделяется на высокоуглеродистый ферромарганец (около 7% C), среднеуглеродистый ферромарганец (около 1,0–2,0% C) и низкоуглеродистый ферромарганец (максимум 1,0% C). Среди них низкоуглеродистый ферромарганец имеет более высокую экономическую ценность и широко используется в сталелитейной, литейной промышленности и смежных отраслях.

Традиционное производство низкоуглеродистого ферромарганца часто основано на электрокремниево-термическом методе, при котором содержание углерода в сырье, таком как ферросиликомарганец, может ухудшить качество продукции и увеличить затраты. Чтобы преодолеть эту проблему, мы разработали передовой и экономически эффективный подход: выплавка низкоуглеродистого ферромарганца с использованием виброковша с порошком ферросилиция и высокоуглеродистым ферромарганцевым шлаком..

Высокоуглеродистый ферромарганцевый шлак: идеальное сырье

Высокоуглеродистый ферромарганцевый шлак является побочным продуктом производства углеродистого ферромарганца и имеет следующий типичный состав:

• Высокое содержание MnO способствует эффективной реакции в ковше-шейке.

• Благоприятная щелочность шлака способствует эффективной металлургической реакции.

• Небольшим недостатком является более низкая температура расплава (около 1100°C), что требует тщательного управления температурным режимом.

Как работает процесс встряхивания ковша

1. Основной принцип реакции

В ковше-ковше объемом 5 м³ расплавленный высокоуглеродистый ферромарганцевый шлак реагирует с порошком ферросилиция (FeSi75%) по реакции восстановления:

2(MnO) + [Si] → 2[Mn] + (SiO₂)

2. Преимущества шейкера-ковша

• Расширяет реакционный интерфейс между сырьевыми материалами.

• Ускоряет диффузию ионов.

• Обеспечивает тщательное перемешивание шлака и ферросилицийового сплава.

• Использует явное тепло шлака и тепло реакции декремнизации, обеспечивая 8–10 минут автономной реакции без внешнего нагрева, что значительно снижает энергопотребление и время плавки.

Этот метод стабильно дает низкоуглеродистый ферросиликомарганец с:

• Содержание углерода ниже 0,2%

• Марганец: 65–67%

• Кремний: 18–20%

Обзор производственного процесса

1. Загрузка – Перенесите расплавленный высокоуглеродистый ферромарганцевый шлак в виброковш, затем добавьте 1 тонну FeSi75% порошок.

2. Встряхивание – Запустите ковш со скоростью 200–300 об/мин. По мере усиления реакции постепенно добавляйте расплавленный шлак, поддерживая щелочность шлака в пределах 0,9–1,0 и следя за тем, чтобы уровень заполнения не превышал двух третей объема ковша.

3. Период реакции – встряхивайте в течение 5–20 минут, затем дайте смеси постоять 2–3 минуты.

4. Разделение и рафинирование. Залейте сплав в электрическую рафинировочную печь для окончательной плавки. Шлак закаливается в воде для утилизации или дальнейшего использования.

5. Параллельная обработка. Одновременно приготовьте кремний-марганцевый сплав в отдельном виброковше, следуя той же процедуре, а затем перенесите его в рафинирующую печь для завершения плавки низкоуглеродистого ферромарганца.

Ключевые эксплуатационные соображения

• Контроль температуры. Поддерживайте температуру шлака, накрывая расплавленный шлак, чтобы минимизировать потери тепла. Синхронизируйте выпуск плавки между печью с погружной дугой и рафинирующей печью, чтобы предотвратить падение температуры.

• Характеристики сырья – Используйте ≥6 тонн расплавленного шлака на ковш объемом 5 м³. Поддерживайте соотношение порошка ферросилиция к шлаку 1:8. Обеспечить щелочность шлака 0,8–1,2 и содержание MnO ≥30%.

• Скорость вращения – начните медленно, увеличьте скорость до максимальной, как только реакция стабилизируется, и снизьте скорость, когда шум из ковша укажет на завершение.

• Время процесса. Реакция встряхивания обычно длится 5–7 минут. О завершении свидетельствует:

• Уменьшение пламени у горловины ковша

• Резкое снижение выбросов реакционных газов

• Небольшие брызги расплавленного металла

Экономические и качественные преимущества

Высокоуглеродистый ферромарганцевый шлак электропечей характеризуется высоким соотношением Mn/Fe и низким содержанием примесей, что делает его отличным сырьем для производства ферросиликомарганцевых сплавов.

Применяя этот метод встряхивания ковша, производители могут:

1. Полностью использовать высокоуглеродистый ферромарганцевый шлак

2. Повышение качества низкоуглеродистого ферромарганца

3. Сокращение общих производственных затрат

4. Эффективное достижение уровня выбросов углерода ниже 0,2%