Исследование механизма бесконтактного переноса углерода при восстановлении марганцевых руд с целью повышения степени извлечения марганца и получения кондиционного ферромарганца

• Автор: Шаталов, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ОБЗОР СВЕДЕНИЙ ПО ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОМАРГАНЦА

1.1. Анализ сырьевой базы марганца в РФ

1.2. Состояние производственной базы марганца в РФ

1.3. Подготовка шихтовых материалов к плавке

1.3.1 Подготовка марганцевых руд к плавке.

1.3.2. Требования, предъявляемые к восстановителям и флюсам

при выплавке ферросплавов

1.4. Описание существующих технологий производства высокоуглеродистого ферромарганца.
1.4.1. Физикохимические процессы протекающие при производстве высокоуглеродистого ферромарганца.
1.4.2. Технология производства высокоуглеродистого ферромарганца
в доменных и электрических печах.
1.5. Постановка задач исследования
Выводы по главе 1.
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ
КАРБОТЕРМИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКСИДОВ МАРГАНЦА.
2.1. Анализ известных механизмов карботермического восстановления оксидов
2.2. Особенности термодинамики восстановления оксидов марганца
2.3. Исследование механизма переноса сажистого углерода
от восстановителя к поверхности осаждения.
2.4. Исследование механизма пространственноразделенного карботермического восстановления марганцевой руды.
2.5. Исследование влияния фракционного состава шихтовых материалов
на кинетику и полноту протекания процессов восстановления.
2.6. Влияние электромагнитного поля на кинетику
и полноту протекания процессов восстановления.
Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОССТАНОВИМОСТИ МАРГАНЦЕВЫХ
РУД В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
3.1. Установка для лабораторных экспериментов и методика их проведения
3.2. Исследование физикохимичеких процессов протекающих
в лабораторном плавильном агрегате
. Результаты лабораторных экспериментов.
3.3.1. Исследование влияния фракционного состава, количества и вида восстановителя на степень извлечения марганца.
3.3.2. Исследование влияния количества извести в шихте и свойств шлака на степень извлечения марганца.
3.3.3. Исследование влияния продолжительности плавки на степень извлечения марганца
3.3.4. Исследование влияния раскисления шлака алюминием
на степень извлечения марганца.
3.4. Построение экспериментальностатистических моделей влияния различных факторов на степень извлечения марганца и его содержание
в получаемом сплаве
3.5. Определение возможных составов руд для получения различных
марок высокоуглеродистого ферромарганца
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ПРОМЫШЛЕННОЕ ОПРОБОВАНИЕ ВЫПЛАВКИ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОМАРГАНЦА В
ИНДУКЦИОННОЙ ПЕЧИ.
4.1. Методика проведения плавки высокоуглеродистого ферромарганца
в индукционной печи
4.2. Результаты промышленных экспериментов.
4.3. Расчет производительности и себестоимости производства высокоуглсродистого ферромарганца в индукционной печи
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ПРИЛОЖЕНИЯ.
ЛИТЕРАТУРА


Правобережный Левобережный 4, 5,4 ,9 . В т. Рис. Республика Коми 9 Прочие 1 . При этом запасы оксидных руд, пригодных для открытой разработки, составляют около 2 млн. Химический состав руд приведен в табл. Таблица 1. Ценность данных руд заключается в том, что содержание Б и Р в них меньше чем в рудах других месторождений см. По расчетам Министерства экономического развития, потребность нашей страны в марганцевых концентратах в расчете на выплавку млн. Сейчас, потребностей покрывается импортом из ближнего Казахстан , Украина , Грузия 5 и дальнего Габон и Китай зарубежья, а оставшиеся удовлетворяются за счет собственного производства 1. В табл. России. Таблица 1. Показатели добычи марганцевых руд в РФ
Количество, тыс. Проанализируя представленную информацию и с учетом того, что в РФ практически нет предприятий по обогащению марганцевых руд , можно сделать вывод, что состояние сырьевой базы марганца и добывающей марганцеворудной промышленности России находится в неудовлетворительном состоянии. Вследствие значительной степени использования марганца в черной металлургии между его добычей, потреблением и выплавкой стали существует ярко выраженная корреляция 1. В табл. Таблица 1. Динамика мирового производства марганца и стали в гг. Из табл. Что касается производства марганца в странах СНГ, то в последнее время наметился рост производства, но в России, объемы производства до сих пор остаются ниже, чем были в г табл. Таблица 1. Динамика производства марганцевых ферросплавов в странах СНГ, тыс. Страна г. В настоящее время в РФ полностью отсутствует производство среднеи малоуглеродистого ферромарганца, а потребность в углеродистом ферромарганце покрывается только на за счет производства в доменных печах, на Косогорском металлургическом заводе . Около 0 тыс. Челябинском электрометаллургическом комбинате 8, что явно не достаточно, и в небольшом количестве на Серо веком и Саткинском заводах. Из приведенных данных видно, что существующее производство марганцевых ферросплавов в России может обеспечить только от необходимого количества 0 тыс. Подготовка шихтовых материалов к плавке. В связи с ограниченностью запасов высококачественных руд и непрерывно растущей потребностью металлургии в марганце, все большее значение приобретает использование бедных руд, их подготовка к плавке . Добываемая из недр марганцевая руда подвергается обогащению следующими методами промывкой, гравитационным, флотацией. При этом в получаемых концентратах увеличивается содержание марганца в результате отделения большого количества пустой породы. Использование обогащенных марганцевых руд концентратов снижает удельный расход электроэнергии, повышает извлечение марганца и улучшает техникоэкономические показатели производства марганецсодержащих ферросплавов . Однако, в России, практически нет предприятий по обогащению марганцевых руд . Поэтому, для вновь разрабатываемых технологий, вполне вероятно, более эффективно не обогащать марганцевую руду, а увеличить степень извлечения марганца при его производстве. На обогатительных фабриках производятся марганцевые концентраты мелких фракций и с высокой влажностью. Доля фракций меньше 8 мм составляет . Концентрат таких фракций очень мелкий и не может эффективно использоваться в качестве компонента шихты без предварительного окускования ,. Существует несколько способов подготовки марганцевого сырья к металлургическому переделу агломерация, окатывание и брикетирование. Агломерация один из эффективных способов подготовки марганцевого сырья , , , , , 5. Марганцевый агломерат производят двух видов неофлюсованный и офлюсованный. В зависимости от марки, содержание марганца в агломерате колеблется в пределах . В электроплавке углеродистого ферромарганца предпочтительнее использовать офлюсованный марганцевый агломерат. Но его получение затруднено, так как агломерат с основностью 1,4 самопроизвольно рассыпается на воздухе в течение нескольких суток, и, что хуже, такой свежий агломерат полностью разрушается уже в загрузочных воронках электропечи.