Тақырыбы: «Силикотермиялық әдіспен рафинадталған ферромарганецтің материалдық және жылулық балансы» Орындаған: Жұматаев Б Қаласов М Шамғонов А Тексерген: Самуратов Есенғалиев Д

Темір Fe Алюминидан кейінгі ең көп кездесетін Ме түрі (4,2% жер қойнауының) Ең басты кендер: Магнетит Fe 3 O 4 Гематит Fe 2 O 3 Лимонит 2Fe 2 O 3 ·3Н 2 О ТемІр колчеданы FeS 2 Темір колчеданыFeS 2

Алынған металлдан прокат өңдіру, яғни дайын онім алу Байытудан алған кенді балқыту, металл балқып шығару Алынған кенді байыту Жер қойнауынан кен алу Металл өңдеудің сұлбасы

Теміркөміртекті корытпа Теміркөміртекті қорытпалар деп темір негізіндегі темірдің көміртекпен қорытпасын айтады. Әр түрлі қасиеттерімен құрамы мен құрылымын түрлендіру арқылы оларды оданда күшті қылатын көміртекті темір қорытпаларын алады.Таза көміртекті темір қорытпаларын зерттеу мақсатында бөліп алады және техникалық көміртекті темір қорытпаларындағы болат ( 2%С) және шойынды( 2%С) әлемдік өндірісте жүз млн тоннамен алынады. Техникалық көміртекті темір қорытпалары қоспадан тұрады. Оларды негізгі (фосфор Р, күкірт S, марганец Mn, кремний Si, сутегіН, азот N,оттегіО), легирленген (хром Cr, никель Ni, молибден Mo, вольфрам W, ванадий V, титан Ti, кобальт Со,мыс Cu және т.б) және түр өзгеруі(магний Mg, церий Ce, кальций Ca және т.б.)деп бөледі.Көп жағдайда болат пен шойынның құрылымы мен қасиетін анықтайтын жүйе Fe С.Бұл жүйені бастапқыда зерттеген орыс металлургі П. П. Аносов (1831) және Д. К. Чернов (1868).Аносов бірінші рет микроскоп қолданды көміртекті темір қорытпаларын зерттеген кезде,ал Чернов олардың кристаллдық табиғатын құрастырды және оның ішінен қаттыға ауысу қасиетін ашты. Ал шетелден Fe С қорытпасының диаграммасын құрастыруға үлес қосқандар: Ф. Осмонда (Франция), У. Ч. Робертса-Остена (Англия), Б. Розебома (Голландия) и П. Геренса (Германия).фосфорSмарганецMnкремнийSi азотNхромCrникельNiмолибденMoвольфрамW ванадийVтитанTiкобальтCuмагнийMg церийCeкальцийCaFeАносовЧерновFeФранция),Германия).

Темір кені

Ферроқорытпалар Ферроқорытпалар – болат балқыту өндірісінің тұзы мен бұрышы деп образды айтуға болады. Ферроқорытпаларды болат ваннасына легірлеу және қышқылсыздандыру мақсатымен беру нәтижесінде металл өнімдерінің физика – механикалық қасиеттері мен функционалды сипаттамалары артады. Ферроқорытпалардың қолдануынсыз бірде бір болат балқытылмайды. Ферроқорытпалар өндірісі және қолданылуы XIX ғасырдың аяғында, домна пештерінде көміртекті ферромарганец пен аз пайызды ферросилицийдің балқытуынан басталады. Бірақ домналық әдіспен жетекші элементтің оттегіге химиялық ынтықтығы темірден жоғары металдар болып келетін ферроқорытпаларды, сонымен қатар аз көміртекті ферроқорытпаларды балқыту мүмкін емес. Электр энергетиканың дамуына байланысты ХХ ғасырдың басында ферроқорытпалардың электр пештердегі өндірісі дами бастады. Қазіргі уақытта ферроқорытпалардың негізгі бөлігін тотықсыздандырғыштар ретінде көміртегі, кремний және аллюминийді қолданып доғалы электр пештерде алады.

Ферроқорытпа

Қазіргі уақытта ферроқорытпалар өндірісінің алпауыттары қатарына Оңтүстік Африка Республикасы, Қытай, Қазақстан, Ресей, Украина, Бразилия, АҚШ және т.б жатады. Қазақстанда ферроқорыту өндірісімен «Қазхром» ТҰК –ның құрамына кіретін Ақтөбе және Ақсу ферроқорыту зауыттары, Теміртау химия- металлургиялық зауыты, «Ферросиликоаллюминий» ЖШС және «Химпром-2030» ЖШС айналысады. Қазақстанның ферроқорыту зауыттары негізінен ферросилиций мен феррохром өндірісіне бағытталған, өйткені еліміз әлемдегі ірі хром кен орындарының біруіне ие. Соңғы жылдары Ақсу, Теміртау мен Тараздағы зауыттарда. Әлемде өндірілетін ферроқорытпалар көлемінің 40-45% -ы марганецті ферроқорытпалар үлесіне тиесілі. Кен орындары негізінен 9 елдің қойнауында орналасқан: ОАР, Украина, Қазақстан, Габон, Грузия, Австралия, Бразилия, Қытай және Үндістан.

Марганец Марганецтің 90%-ы қара металлургияда болат балқытуда әртүрлі марганецті қорытпалар (жоғары, орта және төмен көміртекті ферромарганец, силикомарганец, металдық марганец және азотталған металдық марганец) ретінде қолданылады. Марганец қорытпалары қышқылсыздандырғыш, десульфуратор және легірлеуші ретінде қолданылады. Қазіргі уақытта әлемдік нарықта көміртекті ферромарганец силикомарганецпен, орта және төмен көміртекті ферромарганецпен ығыстырылуда. Бұл дамыған елдерде болатты өндірудің экологиялық таза және тиімді әдістеріне көшуімен, сонымен қатар силикомарганец өндірісінде сапасы төмен (SiO 2 мөлшері жоғары) кендерді қолдану мүмкіндігімен түсіндіріледі. Марганец азотпен бірлесе отыра дефицитті әрі кымбат никельді ауыстыра алады. Марганецтін балқу температурасы 1244°С. Марганец аномальді жоғары бу серпімділігіне ие.

Марганец минералдары Пиролюзит MnО 2 ·xH 2 O, ең көп кездесетін минерал (құрамында 63,2 % марганец); Манганит (ала марганец кені) MnO(OH) (62,5 % марганец); Браунит 3Mn 2 O 3 ·MnSiO 3 (69,5 % марганец);Si Гаусманит (Mn II Mn 2 III )O 4 ; Родохрозит (марганецтік шпат) MnCO 3 (47,8 % марганец); Псиломелан mMnO MnO 2 nH 2 O (45-60 % марганец); Пурпурит Mn 3+ [PO 4 ], (36,65 % марганец). ПиролюзитМанганитБраунит Гаусманит Псиломелан Пурпурит

Орта көміртекті ферромарганец Техникалық таза марганец (95-99,8% Мn) электросиликотермиялық және электролиттік әдістермен алынады. Орта көміртекті ферромарганецтің химиялық құрамы мен маркалары 7.1 кестеде келтірілген. Марганец қорытпаларының осы үш сұрыбын алу технологиясы үш сатыдан тұрады: 1- қайта өңделетінн аз фосфорлы жоғары марганецті қожды балқыту; 2- қайта өңделетін силикомарганецті балқыту; 3- Орта көміртекті ферромарганецті балқыту. Бірінші сатыда бай марганец кендерінен көміртегітермиялық қождамасыз үздіксіз әдіспен футеровкасы магнезитті пештерде ФМн78Б (0,7% P) және қайта өңделетін қож балқытылады (36-38% Mn, 20% SiO, 0,012% P). Алынған көміртекті ферромарганец тұтынушыларға жөнелтіледі, ал қайта өңделетін қож екінші және үшінші сатыда марганецті шикізат ретінде қолданылады. Осы сатыны жүргізудің мақсаты – кен құрамындағы темір мен фосфордың негізгі бөлігін тотықсыздандырып, фосфор мөлшері төмен және Mn/Fe қатынасы өте жоғары бай марганецті қождарды алу. Екінші сатыда аз фосфорлы қож, кварцит пен кокстан құралған шикіқұрамнан көміртегітермиялық үздіксіз әдіспен қайта өңделетін силикомарганец балқытылады. Ол үшін қуаттылығы 5 МВ·А электродтары графиттелген пештерді қолданады. Графиттелген электродтарды қолдану металдық марганец өндірісін арналған қайта өңделетін силикомарганец құрамында темірдің минимальды мөлшерін қамтамасыз етеді.

Mn

Марка Мn С Si P S кем FeMn80C ,5-2,02,00,35 0,03 FeMn80C20LP75-851,5-2,02,00,20 0,03 FeMn80C ,0-1,52,00,35 0,03 FeMn80C15LP75-851,0-1,52,00,20 0,03 FeMn80C ,5-1,02,00,35 0,03 FeMn80C10LP75-850,5-1,02,00,20 0,03 FeMn90C ,5-2,02,00,35 0,03 FeMn90C20LP85-951,5-2,02,00,20 0,03 FeMn90C ,0-1,52,00,35 0,03 FeMn90C15LP85-951,0-1,52,00,20 0,03 FeMn90C ,5-1,02,00,35 0,03 FeMn90C10LP85-950,5-1,02,00,20 0,03

Балқыту барысында қорытпаға 83,7% Mn және 60% Si өтеді. Шикіқұрамды есептеу нәтижесінде келесі салым қолданылады: 800 кг аз фосфорлы қож, кг кварцит, кг коксик. Алынған қорытпа құрамында 0,08- 0,10% С және 27-29% Si болады. Қож еселігі 0,8-1,0 құрайды және құрамына келесі оксидтер кіреді,%: 11,09MnO; 18,8 CaO; 10,0 MgO ;46,8 SiO 2 ; 9,9 Al O 3. Үшінші сатыда қолданылатын шикіқұрам материалдарына байланысты орта көміртекті ферромарганец алынады. Орта көміртекті ферромарганец балқыту барысында қайта өңделетін силикомарганец орнына тауарлы силикомарганец ( СМн 17), ал қайта өңделетін қож орнына жоғары сапалы кендер қолданылуы мүмкін. MnO оксидінің силикомарганец кремнийімен тотықсыздануын келесі реакциямен сипаттауға болады: 2( MnO·SiO )+ [SiMn]+4( CaO)= 3[Mn]+2(2CaO·SiO 2 ) Орта көміртекті ферромарганец

FeMn

Ферромарганец Брикеттелген марганец Прокат Марганец

Силикомарганецтің 1/3 бөлігін пеш түбіне тиеу; Сұйық қожды пешке құю; Пешке әкті тиеу; Шикіқұрамды балқыту; Қалған силикомарганецті ( 2/3 бөлігін) пешке тиеу; Пештегі материалдарды толығымен балқыту; Марганец пен кремнийдің әрекеттесу реакциясын толық жүруін, қамтамасыз ету үшін пеш ваннасын ауамен үрлеу. Балқытудың жалпы ұзақтығы 3,0-3,5 сағат құрайды. Балқытуды шартты түрде келесі кезеңдерге бөлуге болады:

Марганец кенінің түсімі жоғары; Пеш өнімділігі жоғары; Электр энергия шығыны төмен; Қождамасыз балқыту барысында алынатын қождарды силикомарганец пен рафинадталған ферромарганец шикіқұрамында қодану нәтижесінде оны құрамындағы фосфор мөлшерін төмендетуге болады. Көміртекті ферромарганец электропештерде қождамалы және қождамасыз әдістермен өндіріледі. Соңғысының бір қатар артықшылықтары бар: мөлшерін төмендетуге болады.

Ортакөміртекті ферромарганецті балқытудың техника – экономикалық көрсеткіштері Көрсеткіштер Орта көміртекті Ферромарганец Шикіқұрам материалдарының шығыны,т марганецті кен (48% Mn) 1800 Аз фосфорлы қож (48% Mn) - Тауарлы силикомарганец 440 Қайта өңделетін силикомарганец 235 Әк 1230 Графиттелген электродтар 13,9 Электрэнергия шығыны, кИт·сағ/т 2265 Марганец түсімі,% 61,1 Қож еселігі 2,2-2,5

Қорытынды Жұматаев Б Ферромарганец балқыту үшін шихта құрамы есептелінген 1 тоннаға қорытпаға шығындалатын шихта материалдары: Кен 1820,4 т Әк 1315,8 т Смн 752,7 т 1 тонна қорытпаға меншікті электроэнергия шығыны: W =2467 кВт·час/т Шихта материалдарының берілген құрамы бойынша қорытпа құрамы есептелінген және рафинадталған ферромарганец маркасы анықталған Қорытпа құрамы, % : Si (0,339), Fe (15,897), Mn (83,094), S(0,021), P (0,311), C (0,311) Рафинадналған ферромарганецтің маркасы: FeMn80C10LP Шамғонов А Ферромарганец балқыту үшін шихта құрамы есептелінген 1 тоннаға қорытпаға шығындалатын шихта материалдары: Кен 1321,4 т Әк 1135,8 т Смн 856,7 т 1 тонна қорытпаға меншікті электроэнергия шығыны: W =2111 кВт·сағ/т Шихта материалдарының берілген құрамы бойынша қорытпа құрамы есептелінген және рафинадталған ферромарганец маркасы анықталған Қорытпа құрамы, % : Si (0,445), Fe (13,095), Mn (85,219), S(0,022), P (0,113), C (0,107) Рафинадналған ферромарганецтің маркасы: FeMn80C10LP

Назарларыңызға рахмет!!! Спасибо за внимания!!! Thank you for attention!!! Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!!! Дякую за увагу!!!