Силикомангановая погруженная дуговая печь от 6,3 МВА до 45 МВА для металлургических процессов

Силикомарганцевая печь с погружной дугой мощностью от 6,3 до 45 МВА

Силикомарганец — это ферросплав, состоящий в основном из марганца, кремния, железа и следовых количеств углерода, а также других элементов. Это один из наиболее широко используемых и объемных сплавов в ферросплавной промышленности. В сталеплавильном производстве марганцево-кремниевый сплав служит сложным раскислителем, а также применяется в качестве восстановителя при производстве средне- и низкоуглеродистого ферромарганца, а также при производстве металлического марганца силикотермическим процессом. По содержанию марганца, кремния и примесных элементов силикомарганец подразделяется на восемь марок, химический состав которых соответствует характеристикам, указанным в таблице.

Современные печи с погруженной дугой имеют полностью закрытую конструкцию. Основное оборудование включает в себя несколько интегрированных систем: корпус печи, низкопрофильный вытяжной шкаф, вытяжную систему, короткую сеть, электродный узел, гидромеханизм, узлы выпуска и шлакоудаления, систему нижнего охлаждения, трансформатор, высоковольтный источник питания, систему низковольтного автоматического управления, контрольно-измерительные приборы, системы смешивания и подачи сырья, механизмы распределения и дозирования, пылеулавливание устья печи, системы улавливания и обеспыливания газов сухого процесса.

1. Принцип работы

Кремнемарганцевая печь работает по принципу печи с погруженной дугой. Электроды генерируют тепло дуги и тепло сопротивления от шихты, восстанавливая оксиды марганцевой руды и кремнезема в кремнемарганцевый сплав. Реакция внутри печи в основном основана на карботермическом восстановлении. Основными продуктами раскисления являются MnSiO₃ и MnSiO₄ с температурами плавления 1270°С и 1327°С соответственно. Эти продукты образуют крупные частицы, которые легко всплывают, что приводит к значительному раскисляющему эффекту.

2. Процесс и работа

Подготовка сырья: Марганцевую руду, богатый марганцем шлак, кремнезем и кокс дозируют в соответствии с требованиями рецептуры. Содержание фиксированного углерода в коксе должно составлять ≥84%.

Загрузка и нагрев: Сырье поступает в полузакрытую печь с погруженной дугой через бункер. Электропитание напряжением 35 кВ в печь вводится через трехфазные электроды, которые вставляются в шихту для создания дугового нагрева.

Контроль плавки: Шихта перемешивается равномерно, поддерживается уровень шихты, электроды вставляются глубоко и равномерно. Печный газ поддерживается при небольшом отрицательном давлении с содержанием O₂ < 2%, H₂ < 8% и температурой печи ниже 600°C.

Выпуск железа и шлака: расплавленный сплав и шлак разделяются естественным путем. Отверстие для смесителя можно плавно открывать и закрывать. И чугун, и шлак обладают хорошей текучестью и легко разделяются, а затем отливаются в слитки.

3. Технические параметры и состояние печи.

Бинарную основность шлака (CaO/SiO₂) контролируют в пределах от 0,5 до 0,7, при этом MnO в шлаке <10%.

Рабочая длина электродов 1700–2000 мм, напряжение около 143 В, рабочий ток стабильный, расход электродов равномерный.

Нормальное состояние печи характеризуется хорошей проницаемостью поверхности шихты, равномерным погружением шихты, плавным выпуском железа и шлака.

4. Марки и химический состав

Силикомарганец делится на восемь марок в зависимости от содержания марганца, кремния и примесных элементов. Его химический состав должен соответствовать положениям таблицы 1.

Таблица 1 – Химический состав

Примечание. Содержание фосфора указывается в трех классах (I, II, III) в соответствии с различными максимальными пределами.

5. Применение и преимущества

Сплав, полученный силикомарганцевой печью, широко применяется в сталеплавильном производстве, значительно снижая потери при обжиге (степень потерь при раскислении кремнемарганцевого сплава составляет около 29%, что ниже, чем при использовании только марганца или кремния). Кроме того, кремний-марганцевый сплав может улучшить коррозионную стойкость и устойчивость стали к ржавчине, что делает ее подходящей для использования на открытом воздухе или во влажной среде. Кремнемарганцевая печь аналогична печи ферросилиция, но она предназначена для производства кремнемарганцевого сплава и не может использоваться для производства высокоуглеродистого ферромарганца, если не используется небольшая печь (например, 6000 кВА), чтобы избежать повреждения огнеупора.

Таким образом, кремнемарганцевая печь является незаменимым оборудованием в сталеплавильном производстве. Точный контроль таких параметров, как состав шихты, температура, электроды и шлак, обеспечивает эффективное и стабильное производство силикомарганцевого сплава, гарантируя качество и эксплуатационные характеристики стали.