Украинская Ассоциация Сталеплавильщиков

Технология производства металлического марганца

Металлический марганец производят в основном электротермическим способом в 3 стадии:

  • выплавляют высокомарганцовистый бесфосфористый шлак;
  • высококремнистый силикомарганец;
  • металлический марганец.

Первые две стадии были рассмотрены выше. Физико-химические основы третьего передела аналогичны выплавке рафинированного ферромарганца. Плавку ведут во вращающихся и наклоняющихся печах мощностью 5 МВA с магнезитовой футеровкой. Набор нагрузки и расплавление шихты ведут при рабочем напряжении 285-320 В, восстановительный период плавки при 255-285 В и прогрев расплава перед выпуском при 232-255 В. Шлак задают в печь в жидком виде, силикомарганец в гранулах размером - 10 мм и известь в кусках 0-50 мм.

Распределение марганца и фосфора между продуктами плавки следующее: 46,5% марганца переходит в металл, 45% - в шлак и 8,5% улетучивается, 100% марганца из силикомарганца переходит в металл; 60% фосфора переходит в металл, 30% - в шлак и 10% улетучивается.

Выплавку металлического марганца ведут периодическим процессом. После выпуска очередной плавки проводят заправку печи отходами от разливки и разделки сплава и известью, которые задают в наиболее разрушенные места. Затем по всей площади задают с шихтой основное количество силикомарганца и заливают 9-10 т шлака. После повышения мощности на шлак загружают оставшуюся часть извести в соответствии с массой залитого шлака. После расплавления шихты и прогрева расплава постепенно загружают оставшееся количество силикомарганца в твердом или жидком виде. За 30 мин до конца плавки для ускорения удаления кремния расплав продувают сжатым воздухом. Окончание плавки определяют по расходу электроэнергии, состоянию ванны и анализу металла.

Для получения плотного слитка и уменьшения отходов металла при разделке после слива шлака металл вакуумируют в течение 5-10 мин при остаточном давлении 35-50 Па. Затем металл охлаждают в течение ~3 ч в ковше и разливают в металлические изложницы. Примерный состав конечного шлака: Мn 15%, SiO2 30%, СаО 45%, Аl203 1,7%, МgО 3% и FеО 0,3%.

Особо чистый электролитический марганец производят электролизом сернокислых солей марганца. Способ позволяет даже из бедных руд получить очень чистый металл. В качестве исходного материала используют как окисленные, так и карбонатные руды. Металл содержит примерно 99,77% Мn, 0,004% С и 0,014% S.

Расход материалов и электроэнергии на 1 баз. т металлического марганца и извлечение марганца при производстве его различными методами приведены в табл. 1.

Таблица 1 - Расход материалов и электроэнергии на 1 базовую тонну рафинированного ферромарганца и металлического марганца

Расход материалов и электроэнергии на 1 базовую тонну рафинированного ферромарганца и металлического марганца