Сборник научных трудов ДонГТИ

Статья

Наименование Оптимизация состава восстановительных смесей для дугового глубинного извлечения марганца в железоуглеродистые расплавы
Авторы Куберский С. В., к. т. н., проф.
Раздел Металлургия и материаловедение
Год 2018 Выпуск 53 Страницы 64 - 69
УДК 669.013:669.054:669.74
Аннотация Показано влияние химического состава смесей на основе силикомарганцевого шлака на степень извлечения марганца и кремния в металлические расплавы при использовании метода дугового глубинного восстановления. Разработаны технологические рекомендации по оптимизации основности смесей, содержания в них восстановителя, восстанавливаемых и сопутствующих оксидов.
Реферат Цель. Определение зависимостей между степенью углетермического дугового глубинного восстановления (ДГВ) марганца и кремния в железоуглеродистый расплав и химическим составом рудно-восстановительных смесей (РВС) на основе шлака от производства товарного силикомарганца.
Методика. Исследования осуществляли в лабораторных условиях в ИСТ-0,06 при обработке 20 плавок чугуна и стали массой 27,5-33,0 кг рудно-восстановительными блоками (РВБ) Ø50 мм. РВС формировали из силикомарганцевого шлака, углеродсодержащего восстановителя (бой графитовых электродов или кокс) и связки (жидкое стекло или каменноугольный пек). Для повышения основности смеси использовали негашёную известь. Содержание оксидов, составляющих основную долю РВС, изменялось в пределах: MnO — 10-25 %, SiO2 — 25-35 %, СаО — 27-42 %, Al2O3 — 1-9 %. Содержание оксидов MgO, FeO, Fe2O3, K2O, Na2O находилось в узких пределах, и при анализе исследуемых параметров их влияние не учитывалось. Количество восстановителя определялось расчётным путём, исходя из стехиометрически необходимого для восстановления всего марганца и кремния, содержащихся в РВС.
Результаты. В ходе проведённых исследований проанализировано влияние химического состава РВС на базе силикомарганцевого шлака на эффективность ДГВ марганца и кремния в железоуглеродистые расплавы для их раскисления-легирования без использования дорогостоящих ферросплавов и лигатур.
Научная новизна. Впервые исследовано влияние химического состава РВС на степень извлечения марганца и кремния в железоуглеродистые расплавы и получены зависимости степени извлечения марганца и кремния от содержания в РВС оксидов марганца, кремния, кальция и алюминия, а также величины отношений углерода к марганцу и суммарному содержанию марганца и кремнезёма.
Практическая значимость. Для эффективного извлечения марганца из силикомарганцевого шлака в железоуглеродистый расплав необходимо обеспечивать в РВС отношение С/(Мn+SiO2)=0,5-0,6, С/Мn не более 1,45, максимально возможное количество MnО, содержание глинозёма на уровне 3-3,5 %, СаО —27-32 % при основности, близкой к 1,4, и минимальном содержании кремнезёма. Наибольшее количество одновременно извлечённых в расплав марганца и кремния имеет место при отношении С/(Мn+SiO2)=0,63, а С/Мn=1,45-1,95.
Ключевые слова оптимизация, химический состав, шлак, силикомарганец, электрическая дуга, восстановление, марганец, кремний, раскисление, легирование, сталь, чугун.
Полный текст