Марганец. Производство ферромарганца и чистого марганца. Извлечение марганца из шлаков и низкокачественных руд, страница 4

Зеркальный чугун. Металлургическое производство зеркального чугуна экономически нецелесообразно. Производство 1 т металлического марганца в виде зеркального чугуна требует на 78% больше топлива, чем производство такого же количества марганца в виде ферромарганца. Это связано главным образом с более высоким содержанием кремнезема в марганецсодержащих рудах. Однако зеркальный чугун продолжают производить в доменной печи, хотя и во все уменьшающихся количествах; намечается тенденция использовать для этого производства руды низкого качества, имеющие соответствующий состав. Типичный состав зеркального чугуна следующий: 22,5% Мn; 4,89% С; 0,95% Si; 0,068% Р. Металл получается исключительно в доменных печах. По своему характеру процесс выплавки зеркального чугуна даже в деталях является промежуточным между производством чугуна и ферромарганца. Это замечание относится к потерям в шахте, к основности шлака, к соотношению СО : СО₂ в отходящих газах и скорости перемещения шихтового столба.

Спрос на зеркальный чугун при производстве чугуна и стали намного меньше, чем на ферромарганец высокого качества.

Производство в дуговых электропечах. При наличии дешевой электрической энергии производство высокоуглеродистого ферромарганца путем сплавления марганцевой руды с коксом или углем и доломитом может быть экономически выгодно в электрических дуговых печах. Этот процесс описан в работах Дюрера и фолькерта. Существенное различие производства ферромарганца в доменной и электрической печах состоит в расходе твердого топлива, причем в электрической печи этот расход примерно в три раза меньше. Потребляемая мощность и расход электродов определяются качеством используемой руды и емкостью лечи. Расход электродов составляет 67,5—112,5 кг на 1 т ферромарганца. При отсутствии открытой электрической дуги между электродом и ванной потери на улетучивание невелики. Загрузка печи может быть непрерывной или периодической. Состав шлака в электрической печи во многом сходен с составом шлака при выплавке высокоуглеродистого ферромарганца в доменной печи; в связи с этим для уменьшения потерь марганца принимаются во внимание те же соображения в отношении основности шлака.

Эти потери в шлаке изменяются от 10% для высококачественной руды до 30 для кремнистых руд, при использовании которых образуется шлак в большем объеме. Даже при производстве в электрических печах образуется какая-то часть пыли; суммарные потери марганца (пыль и улет) составляют 5—10% в пересчете на вес марганца в шихте. Состав ферромарганца, выплавленного в электрической печи, очень сходен с составом доменного ферромарганца. Высокоуглеродистый ферромарганец, содержащий около 7% С, непригоден для производства сталей или других сплавов, содержащих марганец, в которых желательно иметь низкое содержание углерода. В этих случаях используют либо металлический марганец, либо малоуглеродистый ферромарганец. В связи с тем, что высокоуглеродистый ферромарганец относительно дешев, нет ничего удивительного в том, что ранние попытки производства малоуглеродистого ферромарганца сводились к попыткам обезуглеродить высокоуглеродистый сплав. Эти методы могут быть сведены к следующим:

1)  замещение углерода кремнием;

2)  замещение углерода алюминием;

3)  обработка в различных металлических окислах:

4)  сплавление с известью при высокой температуре;

5)  продувка расплавленного сплава при бессемеровании воздухом, водородом и двуокисью углерода;

6)  разложение карбида закисью марганца в электрической печи.

Первые пять методов дают сравнительно небольшое уменьшение содержания углерода в ферромарганце; рафинирование закисью марганца является многообещающим.

В современных промышленных процессах, используемых для производства ферромарганца с содержанием углерода менее 0,1%, марганцевую руду обрабаты-вают силикомарганцем в электрической печи; в этом случае восстановление идет без использования углеродсодержащего топлива и процесс протекает частично за счет экзотермической реакции восстановления кремнием окислов марганца и час-тично за счет тепла, сообщаемого электрической энергией. Таким образом, процесс получения малоуглеродистого ферромарганца предусматривает:

1) производство силикомарганца;