Для получения ферромарганца применяются два способа – плавление сырья в доменной или в электрической печи. Последний вариант стал более экономически выгодным со снижением цен на электричество и одновременным подорожанием кокса. Производимые ферросплавы разделяются по содержанию основного элемента (Mn) в конечном продукте. Марганец металлический (от 95%), ферромарганец (70 … 95%), силикомарганец (60 … 75%) – основные виды марганецсодержащих сплавов.
Исходное сырье для производства – марганцевая руда, стальная стружка и кокс. В процессе плавления высшие оксиды марганца восстанавливаются до низшего MnO при добавлении углерода.
Особенности использования электропечи
Для выплавки ферромарганца обычно используют закрытые электропечи с угольной футеровкой. Печь может быть прямоугольной или круглой с поворотной ванной. Мощность агрегатов достигает 30 МВА при вторичном напряжении фазы 50 … 60 В. При правильных рабочих параметрах потери от испарения находятся в пределах 8 … 10%.
Толстый слой шихты располагается над зоной высоких температур, что достигается глубоким погружением (1,2 … 1,5 м) электродов в состав. В процессе движения к зоне восстановления шихтовая масса прогревается, из нее испаряются летучие соединения. Благодаря внутрипечной подготовке материалов обеспечивается спокойное течение плавки. Процесс протекает непрерывно, с регулярной дозагрузкой сырья и выпуском шлака и ферросплава каждые 1,5 часа. Для полного разделения металла и шлака применяют дополнительную изложницу с сифоном.
Вариативность технологии производства
Для исходной руды с разным содержанием Mn существуют две технологии плавки:
- Флюсовая. Подходит для бедных и низкокачественных руд с высоким содержанием кремнезема.
- Бесфлюсовая. Обеспечивает высокий процент извлечения элемента из руды и низкое содержание фосфора в готовом продукте. Печь дает большую производительность.
Ферромарганец занимает первое место по объемам производства среди всех легирующих сплавов на основе железа, поэтому специалистами многих стран постоянно ведется работа по поиску более экономичных методов его получения и для роста эффективности существующих технологий.