4.5.4. Технологія виробництва феромангану і ферохрому з низьким вмістом вуглецю

Для розкиснення і виробництва сталей потрібні не лише вуглецеві фероманган і ферохром, а й сплави із нижчим вмістом вуглецю. Розрізняють середньо- та низьковуглецеві фероманган і ферохром, що відповідно містять 1—4 і 0,2—0,5 % С, а також безвуглецевий ферохром (0,02—0,1 % С) і металевий манган (0,1—0,2 % С).

Для виробництва сплавів феромангану і ферохрому застосовують різні способи. Суть деяких з них зводиться до такого:

Як відновник використовують силіцій. Наприклад, для виплавки низьковуглецевого феромангану заздалегідь виплавляють силікоманган із манганових руд з додаванням кварциту і залізної руди. Відновником є вуглець коксу, але внаслідок здатності силіцію зменшувати розчинність вуглецю, силікоманган виходить з низьким вмістом вуглецю (1—2,5 % С) і його застосовують для виробництва середньо- та низьковуглецевого феромангану. Отже, фероманган зі зниженим вмістом вуглецю отримують відновленням манганової руди або концентрату силіцієм силікомангану за наявності вапна.

Іншим прикладом може бути отримання маловуглецевого і безвуглецевого ферохрому, коли заздалегідь отримують силікохром, а потім хромову руду відновлюють силіцієм силікохрому.

(4.41)

(4.42)

Зневуглецювання рідких і твердих феросплавів киснем повітря або різними окисниками (оксидом нікелю, рудою та ін.), зокрема застосування вакууму. Наприклад, у вакуумних печах за температури до 1100 °С здійснюють зневуглецювання твердого ферохрому із застосуванням таких окисників як та ін. Під час продувки киснем рідкого вуглецевого ферохрому вдається знизити вміст вуглецю до 1 %, а після зниження тиску — до 0,2 %.

Змішування хромо-вапняного розплаву з рідким або твердим силікохромом. Останнім часом розроблено одностадійний спосіб такого процесу. У різних печах виплавляють: а) вапняно-рудний розплав, що містить, %: — 28—32, СаО — 40—45, — 6—8, МgО — 8—10, — 2,5—3, — до 10; б) силікохром, що містить, Si — 50 %, Сr — 30 %, С — 0,02—0,03.

Рудно-вапняний розплав зливають у ківш, футерований магнезитовою цеглою, куди потім із певною швидкістю зливають силікохром. Співвідношення між кількостями розплаву і силікохрому вибирають таке, щоб відновити силіцієм силікохрому весь хром та залізо із рудно-вапняного розплаву. Цим способом отримують ферохром, що містить від 0,01 до 0,05 % С.

Проведення тристадійного процесу отримання металевого мангану, за якого виплавляють окремо переробний шлак з високим вмістом мангану та низьким вмістом заліза й фосфору, а також переробний силікоманган із підвищеним вмістом силіцію, низьким вмістом вуглецю, фосфору й заліза. Ці продукти потім застосовують для виплавки металевого мангану. Отже, процес зводиться до відновлення мангану зі шлаку силіцієм переробного силікомангану.

Застосування електролізу водних розчинів, за якого манган осаджується на катоді у вигляді тонкого шару. Операція, яка передує електролізу, є досить складним і витратним процесом підготовки розчину із бідних манганових руд: відновне випалювання руди, кислотне вилуговування, очищення розчину від домішок.