Silicomanganese ondergedompelde boogoven 6,3 MVA tot 45 MVA Voor metallurgische processen

6,3 MVA tot 45 MVA Silicomanganese ondergedompelde boogoven

Silicomangaan is een ferrolegering die voornamelijk bestaat uit mangaan, silicium, ijzer en sporenhoeveelheden koolstof, samen met andere elementen. Het is een van de meest gebruikte legeringen in de ferrolegeringsindustrie. Bij de staalproductie dient de mangaan-siliciumlegering als samengestelde deoxidatiemiddel en wordt ook gebruikt als reductiemiddel bij de productie van ferromangaan met een middelhoog en laag koolstofgehalte, evenals bij de vervaardiging van metallisch mangaan via het silicothermische proces. Op basis van het gehalte aan mangaan, silicium en onzuiverheidselementen wordt silicomangaan geclassificeerd in acht klassen, waarbij de chemische samenstellingen voldoen aan de specificaties in de tabel.

Moderne ondergedompelde boogovens zijn ontworpen met volledig gesloten structuren. De primaire uitrusting omvat verschillende geïntegreerde systemen: het ovenlichaam, de zuurkast met laag profiel, het uitlaatsysteem, het korte netwerk, de elektrodenassemblage, het hydraulisch mechanisme, tap- en slakverwijderingseenheden, het bodemkoelsysteem, transformator, hoogspanningsvoeding, laagspanning automatisch controlesysteem, bewakingsinstrumenten, meng- en toevoersystemen voor grondstoffen, distributie- en doseermechanismen, stofopvang in de ovenmond en systemen voor het terugwinnen en ontstoffen van gas tijdens het droge proces.

1. Werkingsprincipe

De silico-mangaanoven werkt volgens het principe van de ondergedompelde boogoven. Elektroden genereren boogwarmte en weerstandswarmte uit de lading om de oxiden in mangaanerts en silica te reduceren tot een silico-mangaanlegering. De reactie in de oven is voornamelijk gebaseerd op carbotherme reductie. De belangrijkste deoxidatieproducten zijn MnSiO₃ en MnSiO₄, met smeltpunten van respectievelijk 1270°C en 1327°C. Deze producten vormen grote deeltjes die gemakkelijk omhoog drijven, wat resulteert in een aanzienlijk deoxidatie-effect.

2. Processtroom en werking

Bereiding van grondstoffen: mangaanerts, mangaanrijke slakken, silica en cokes worden in batches verwerkt volgens de formuleringsvereisten. Het vaste koolstofgehalte van cokes moet ≥84% zijn.

Opladen en verwarmen: De grondstoffen komen via een trechter de semi-gesloten ondergedompelde boogoven binnen. Een voeding van 35 kV wordt in de oven gebracht via driefasige elektroden, die in de lading worden gestoken om boogverwarming te creëren.

Smeltcontrole: de lading wordt gelijkmatig gemengd, het ladingsniveau blijft behouden, de elektroden worden diep en gelijkmatig ingebracht. Het ovengas wordt op een lichte negatieve druk gehouden, met O₂ < 2%, H₂ < 8% en de oventemperatuur lager dan 600°C.

Aftappen van ijzer en slakken: De gesmolten legering en slakken scheiden zich op natuurlijke wijze af. Het kraangat kan soepel worden geopend en gesloten. Zowel het hete metaal als de slak hebben een goede vloeibaarheid en zijn gemakkelijk te scheiden en uiteindelijk in blokken te gieten.

3. Technische parameters en staat van de oven

De binaire basiciteit van de slak (CaO/SiO₂) wordt geregeld tussen 0,5 en 0,7, waarbij MnO in de slak <10%.

De werklengte van de elektroden is 1700-2000 mm, de spanning is ongeveer 143 V, de werkstroom is stabiel en het elektrodeverbruik is uniform.

Een normale ovenconditie wordt gekenmerkt door een goede permeabiliteit van het ladingsoppervlak, gelijkmatig zinken van de lading en soepel aftappen van ijzer en slak.

4. Kwaliteiten en chemische samenstelling

Silicomangaan is onderverdeeld in acht klassen op basis van het gehalte aan mangaan, silicium en onzuiverheden. De chemische samenstelling ervan moet voldoen aan de bepalingen van tabel 1.

Tabel 1 – Chemische samenstelling

Opmerking: Het fosforgehalte is gespecificeerd in drie klassen (I, II, III) volgens verschillende maximumlimieten.

5. Toepassingen en voordelen

De legering geproduceerd door de silico-mangaanoven wordt veel gebruikt bij de staalproductie, waardoor het verbrandingsverlies aanzienlijk wordt verminderd (het verbrandingsverlies bij deoxidatie van silico-mangaanlegeringen is ongeveer 29%, wat lager is dan bij gebruik van alleen mangaan of silicium). Bovendien kan een silico-mangaanlegering de corrosieweerstand en roestbestendigheid van staal verbeteren, waardoor het geschikt is voor buiten- of vochtige omgevingen. De silicium-mangaanoven is vergelijkbaar met de ferrosiliciumoven, maar is bedoeld voor de productie van silicium-mangaanlegeringen en kan niet worden gebruikt voor de productie van ferromangaan met een hoog koolstofgehalte, tenzij een kleine oven (bijvoorbeeld 6000 kVA) wordt gebruikt om vuurvaste schade te voorkomen.

Samenvattend is de silico-mangaanoven een onmisbaar apparaat bij de staalproductie. Door parameters zoals ladingssamenstelling, temperatuur, elektroden en slakken nauwkeurig te controleren, wordt een efficiënte en stabiele productie van silico-mangaanlegeringen mogelijk, waardoor de kwaliteit en prestaties van staal worden gegarandeerd.