Марганцевые руды

Марганец, как один из главных легирующих элементов, играет важную роль при выплавке чугуна и стали высокого качества. Марганец частично переходит в чугун, способствуя увеличению его твердости, вязкости. Присутствие марганца в шлаке повышает его жидкотекучесть, создает условия получения малосернистых чугунов.

Марганцевые руды применяют в основном для выплавки ферросплавов, содержащих 10-82 % Мn, иногда добавляют в шихту доменной плавки при выплавке передельных чугунов с повышенным содержанием марганца (0, 6-0, 8 %).

Марганцевые руды промышленных типов делятся на разновидности в зависимости от вида рудного минерала (рис. 1.2).

Рис. 1.2 – Классификация марганцевых руд по типу рудного минерала

Содержание марганца в минералах составляет от 41, 9 до 72, 1 %. Однако в добываемых марганцевых рудах содержание марганца составляет лишь 20-57 %. Пустая порода по составу аналогична железным рудам.

Образец марганцевой руды представлен в ячейке № 6.

№ 6. Марганцевая руда применяется как добавка в агломерационную шихту при производстве агломерата для выплавки передельного и литейного чугунов; при выплавке зеркального чугуна с содержанием 10-25% марганца, доменного ферромарганца – с содержанием марганца 70-75%. На Украине расположено крупнейшее в мире Никопольское месторождение марганцевых руд с запасами 1 млрд. т (мировые запасы – 3 млрд. т). В основном добываются пиролюзитовые и карбонатные руды с содержанием марганца 23-31 %. Содержание марганца в рудах Чиатурского месторождения (Грузия) 25-47 %, запасы 180 млн. т.

Флюсы

Флюсы используют для перевода оксидов пустой породы железорудных материалов и золы кокса в жидкий шлак. Температура плавления оксидов пустой породы значительно выше температуры шлака в доменной печи (1450-1600 ^оС): SiO₂ – 1710 ^оС, Al₂O₃ –2050 ^оС, СаО – 2570 ^оС, MgO – 2800 ^оС. При определенном соотношении основных и кислых оксидов, которое характеризуется индексом основности (для доменных шлаков 0, 8-1, 2):

- полным , (1.1)

или

- кратким (1.2)

образуются сложные легкоплавкие соединения (фаялит, силикаты кальция, железокальциевый оливин, ферриты кальция), имеющие температуру плавления ниже 1300 ^оС и хорошую текучесть при температуре 1450-1600 ^оС. Образование в горне доменной печи основного шлака (В > 1) способствует удалению серы из чугуна.

В зависимости от состава пустой породы вносимых в печь материалов флюсы разделяются на основные, кислые и глиноземистые (рис. 1.3).

Рис. 1.3 – Классификация флюсов

Как правило, доменная плавка ведется на шихте с кремнистой, то есть кислой, пустой породой, следовательно, используются флюсы с противоположными свойствами (основные), которые представлены обычным или доломитизированным известняком. Известняк, кроме кальцитаи доломита, содержит 1-5 % собственной пустой породы (SiO₂, Al₂O₃), которую также необходимо офлюсовать.

Качество флюсов|флюса| оценивают по флюсующей способности Ф, под которой|какой| понимают содержание|содержимое| свободных основных оксидов|оксида|, использованных для ошлакования пустой породы шихты (то есть необходимо учесть, что часть основных оксидов|оксида| тратится|расходует| на ошлакование собственной пустой породы (нерастворимого остатка R))

(1.3)

где CaO, MgO – содержание соответствующих окcидов в известняке %.

Образец известняка представлен в ячейке № 7.

№ 7. Известняк – обычный (50-54 % CаО, до 3 % MgO) и доломитизированный (5-10 % MgO). Месторождения известняков в Украине: Еленовское, Новотроицкое, Каракубское в Донбассе и Балаклавское, Камыш-Бурунское в Крыму. Обычно используют известняки местных месторождений. Известняк крупностью более 10 мм применятся в небольших количествах в шихте доменных печей.