Комплексная электротермическая переработка пылей производства ферромарганца

Цель - исследование возможности получения ферросплава из пылей производства ферросиликомарганца ТОО «Таразский металлургический завод». Объектом исследований явилась пыль с содержанием, % масс: 53,3 MnO, 24,0 SiO₂, 5,4 MgO, 9,6 CaO, 3,8 Al₂O₃, 1,5 Fe₂O₃, 1,8 ZnO, 0,6 PbO. Термодинамическое моделирование проводилось с использованием программного комплекса HSC-5.1, определение оптимальных параметров процесса - с использованием ротатабельного плана второго порядка (план Бокса-Хантера). Электроплавка окомкованных на чашевом грануляторе пылей проводилась совместно с коксом, стальной стружкой (как источником железа в шихте) в дуговой одноэлектродной печи мощностью до 15 кВ·А. Установлено, что в равновесных условиях взаимодействие компонентов пылей с углеродом в присутствии железа при температуре более 1300⁰C происходит с образованием силицидов марганца, а при температуре более 1400°C - с образованием FeSi; увеличение количества углерода в шихте от 14 до 30% от массы пыли позволяет повысить извлечение кремния в сплав при 1800°C на 44,7%, марганца - на 92%; в температурной области 1600-1800°C в присутствии 20-30% углерода от массы пыли возможно извлечение в сплав 56,4-79,3% Si, 67,7-84,3% Мn с получением ферросиликомарганца марок МnС22 и МnС25. При электроплавке пылей увеличение количества углерода от 18 до 36% и стальной стружки от 2 до 6% позволило повысить извлечение в сплав Si с 20,9 до 60%, Мn - 68,3-82,1% и сократить продолжительность плавки на 16-18%. Методом термодинамического моделирования определено влияние температуры на равновесное распределение кремния и марганца, цинка и свинца в системе «компоненты пыли- углерод-железо», равновесную степень перехода кремния, марганца и железа в ферросплав и содержание этих металлов в сплаве. В результате экспериментов по электроплавке гранулированных пылей совместно с 30% кокса и 6% стальной стружки получен ферросиликомарганец марки МnС22 с содержанием 20,5% кремния и 65,8% марганца.

ферросплавы, пыль, электроплавка, термодинамическое моделирование, ротатабельное планирование, ферросиликомарганец