7. Исследование электросопротивления окускованных марганце-вых концентратов и шихт на их основе

       Неотъемлемой  частью для окускованного материала (брикета), удовлетворяющий всем технологическим  требованиям (механическим свойствам и фракционному составу), являются их металлургические свойства, от которых зависит технологический режим проведения процесса выплавки сплавов марганца. Для изучения металлургических свойств окускованных марганцевых фракции ниже нами проведены исследования по определению их удельного электросопротивления (УЭС), температуры начала шлакообразования и температурный интервал размягчения.

       На  рисунке 6 представлена температурная  зависимость удельного электросопротивления (УЭС) брикетов, кусковой марганцевой  руды месторождения Восточный Камыс и смеси руды с коксом с таким же количеством твердого углерода (С_тв) как и в брикетах. Из графика зависимости УЭС от температуры видно, что почти во всем температурном интервале наибольшим сопротивлением обладают брикеты. Сравнительно низкое сопротивление имеет кусковая руда с коксом, что соответствует содержанию наибольшего количества пиролюзита MnO₂, минерала с высокой проводимостью и содержанию проводимой частью шихты - кокса. На характер изменения электросопротивления влияют и фазовые превращения, происходящие в рудах при нагреве.  

Рисунок 6.2 – Изменение УЭС марганецсодержащих материалов при нагревании. 

       При сравнении кривых УЭС марганцевой  руды и его смеси с коксом можно  заметить, что с нагревом до 600˚С идет почти параллельное снижение их удельного сопротивления. При дальнейшем нагреве в интервале от 600 до 900˚С вызывает некоторое ее увеличение, что соответствует фазовым превращениям в руде перехода пиролюзита (MnO₂) в β-курнакит (β-Mn₂O₃). При температуре выше 900˚С наблюдается заметное снижение УЭС, что можно объяснить образованием β-гаусманита и уже при 1100 и 1130˚С оно составило 0,028 и 0,012 Ом·м соответственно.  В то время как у   брикетов     минимальное УЭС наблюдается лишь при температуре 1200˚С, и не имеет таких выраженных пиков соответствующих фазовым переходам, что говорит об отсутствии высших окислов в обжигмагнитных марганцевых концентратах.

       Брикет  при низких температурах и до 800˚С обладает высоким УЭС, которая снижается  с меньшей интенсивностью в сравнении  с кусковой рудой и ее смеси  с коксом. В интервале 800-950˚С электросопротивление брикета меньше чем у кусковой марганцевой руды, но уже при более высокой температуре обладает меньшей проводимостью (0,74 Ом·м при 1100˚С). При температурах выше 1100˚С наблюдается резкое снижение УЭС брикета, что объясняется началом оплавления брикетов, сопровождающийся заметным изменением объема брикета.

         Вывод. Проведены исследования по изучению электросопротивления окускованных обжигмагнитных марганцевых концентратов (брикет) и шихт на их основе в сравнении с шихтовыми материалами применяемые в настоящее время на отечественных ферросплавных заводах для выплавки ферросиликомарганца. Получены температурные зависимости УЭС марганцевых руд, исследуемых окускованных марганецсодержащих материалов, а также шихт на их основе. Электросопротивление шихт зависит от УЭС применяемых видов марганцеворудных материалов особенно при высоких температурах. Шихта с брикетами (и с агломератом) по такому важному показателю для электротермических процессов, как УЭС превосходит марганцевую руду (и концентрат).

     Таким образом, окускованные материалы (брикеты) по своему химическому составу, выходу годной фракции и  по физическим свойствам вполне пригодны для использования их в дальнейшем металлургическом переделе, т.е. для выплавки из них тех или иных марганцевых ферросплавов в зависимости от назначения окускованных материалов.

       8. Технологии выплавки ферросиликомарганца с использованием в шихте марганцевого обжигмагнитного концентрата в виде брикетов

       С целью моделирования процесса выплавки ферросиликомарганца были проведены лабораторные опыты в печи Таммана с угольной трубкой в графитовых тиглях  в  интервале температур 1550-1600^ºС. По результатам  химического анализа проведен расчет шихты для выплавки ферросиликомарганца в печи Таммана. Сделан подбор навесок и проведена серия опытных плавок.

       Для проведения испытаний предварительно по химическому анализу брикетов был проведен  расчет шихты для  выплавки ферросиликомарганца. Сделан подбор навесок и проведена серия  опытных плавок.

       С учетом полученных данных по распределению элементов и химическому составу металла и шлака был подготовлен откорректированный состав шихты для выплавки ферросиликомарганца в крупно-лабораторных условиях. 

       Крупно-лабораторные испытания по выплавке ферросиликомарганца  из полученных брикетов, были проведены  на рудно-термической печи РКО-200кВА в условиях, максимально моделирующих промышленные ферросплавные печи. Как показала опытная компания, брикеты не разрушались на колошнике печи под действием токовой нагрузки и высоких температур, что свидетельствует об их пригодности для использования на промышленных печах. Результаты химического анализа полученного ферросиликомарганца и шлака приведены в таблице 12. 

Таблица 12 - Химический состав металла и шлака полученного на крупно-лабораторной печи РКО-200 кВА 

     Таким образом, результаты проведенных крупно-лабораторных исследований по окускованию обжигмагнитных марганцевых концентратов методом брикетирования показали принципиальную возможность получения качественных марганцевых брикетов (по механическим и термическим свойствам) с использованием в качестве связующего глину и получения из них стандартных марок ферросиликомарганца. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Работа  выполнена в Карагандинском Государственном Индустриальном университете Министерства образования и науки Республики Казахстан и ДГП «Химико-металлургический институт им Ж. Абишева» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Защита состоялась «27» июля 2010 г. В 10.00 часов на  заседании  председателя и государственной аттестационной комиссии. г. Темиртау,   КГИУ.