2.4 Існуюча технологія виплавки середньовуглецевого феромарганцю в умовах ват "Нікопольський завод феросплавів"

Виплавка середньовуглецевого феромарганцю на Нікопольському заводі феросплавів здійснюється в умовах плавильного цеху № 9, що виробляє електроплавлені флюси. У цеху № 9 встановлені трифазні електропечі, які нахиляються (типу СКБ-6063). Потужність трансформатора печі 3,5 МВ ּ А, діаметр ванни внутрішньої 1800 мм, глибина - 1200 мм, діаметр електродів - 350 мм. У центральній частині склепіння печі між електродами знаходиться труботічка, за якою шихтові матеріали завантажуються в піч. Параметри пічного трансформатора: напруга з високого боку - 10500 В, напруга з низькою боку IV ступеня В: 178, 149, 127, 111, 89 відповідно. Максимальний струм на електродах 13 кА. Футеровка електропечі складається з магнезитових цеглин марок МП-1, МП-6, МП-7, руйнівні ділянки заправляються магнезитовим порошком. [9]

В якості шихтових матеріалів для отримання середньовуглецевого феромарганцю використовувують відсів товарного феромарганцю (фракції 0-20мм, який утворюється безпосередньо на ВАТ НЗФ при фракціонуванні),мало фосфористий шлак власного виробництва (фракції 0-50мм) і вапно (фракції 0-50мм).

Шихтові матеріали після зваження завантажують в заданій кількості і необхідній послідовності в кюбель, подають в проміжний бункер печі, з якого стрічковим конвеєром через завантажувальну трубу і отвір у склепінні дозують у ванну печі. Така подача шихти забезпечує диференційоване завантаження в піч на початку плавки відсіву феросилікомарганцю і після набору струмового навантаження - малофосфористого шлаку та вапна, а потім у розігрітий розплав останню кількість відсіву феросилікомарганцю. Електричний режим плавки відповідає IV ступені трансформатора, сила струму 4-10 кА.

Після набору струмового навантаження розплавлення шихти здійснювали на максимальній потужності, яку знижували в кінці плавки поля подачі відсіву феросилікомарганцю. Для завершення протікання сілікотермічних реакцій виробляли продувку розплаву стисненим повітрям під тиском 152 МПа (1,5 атм.), середня тривалість якої становить 15 хв, з них 10 хв припадало на безпосередньо продувку і 5 мин на проведення технологічних операцій щодо її здійснення. У період продувки концентрація марганцю в металі збільшилася в середньому на 2% і досягає 87%. Подальше зростання його вмісту в середньовуглецевому феромарганці приблизно на 0,9% в період закінчення продувки та перед випуском, по всій видимості, пов'язаний з осадженням корольків сплаву з шлакового розплаву у метал, утворення яких відбувається під час продувки.

Концентрація вуглецю в сплаві в процесі рафінування збільшується в середньому приблизно на 0,1%, внаслідок навуглецювання сплаву графітовими електродами.

Вміст кремнію в металі після повного розплавлення шихти становить приблизно 5,5%, перед продувкою приблизно 5,2%. Отримані дані підтверджують результати термодинамічних досліджень сілікотермічного відновлення оксидів марганцю, в яких було встановлено, що рівноважний вміст кремнію в металі відповідає концентрації MnO у шлаку (17-20%) і складає 4-6%. Швидкість окислення кремнію в період продувки становить приблизно 0,25% в хвилину. По досягненні необхідного вмісту кремнію в сплаві продувку припиняють.

У процесі продувки їх концентрація у шлаку змінюється в межах 1,5-2%. При цьому вміст окису кальцію в шлаку зменшується на 1-1,5%, в основному, внаслідок збільшення концентрації в ньому MnO і SiO₂. Основність шлаку в період рафінування зменшується з величини рівної 1,38 до 1,21. Загальна тривалість плавки становить 2-2,5 години. [4]

Після закінчення плавки піч СКБ-6063 нахиляють у бік зливного носка і випускають продукти плавки в футерованих вогнетривкою цеглою ковш і сталеву чашу, встановлені каскадно в приямку печі. Температура металу і шлаку на випуску становить 1823-1873К. Середньовуглецевий феромарганець марки ФМн88 розливають в масивні металеві піддони, попередньо оброблені вапняним молоком, товщина злитка в піддоні становить 80-100 мм. Після розливання феромарганець піддається дробленню і комплектується за партіями з відповідним номером. Номер партії обов'язково заноситься в центральний комп'ютер заводу.