Производство ферромарганца

MnO₂ → Mn₂O₃ → Mn₃O₄ → MnO

Процесс восстановления определятся реакцией

MnO + C = Mn + CO

Одновременно в присутствии углерода протекает реакция образования карбида марганца

3MnO + 4C = Mn₃C + 3CO

Таким образом, восстановление марганца ведётся в условиях избытка углерода и выплавляемый ферромарганец содержит высокий процент углерода (до 7,0%C).
Кроме углеродистого ферромарганца в ходе выплавки получают ещё бефосфористый марганцевый шлак (около 50% MnO и 0,04%P). Такой шлак используют вместо марганцевой руды для выплавки малофосфористых марганцевых сплавов, а также силикомарганца.

Иногда плавку ведут с недостатком восстановителя, чтобы понизить степень восстановления марганца и обеспечить получение оксидов марганца, получая при этом попутный металл, содержащий до 65% Mn. Использование этого металла затруднено из-за высокого содержания фосфора (до 2,0% P), который восстанавливается и переходит в сплав.

При производстве ферромарганца плавку ведут непрерывно. Электроды погружают глубоко в шихту, вследствие чего над зоной высоких температур находится большой слой шихты. Пройдя такое расстояние, шихтовые материалы попадают в зону восстановления подготовленными, когда из них удаляются летучие и они нагреваются. Этим обеспечивается спокойный ход плавки.

Сплав ферромарганца и шлак выпускают примерно через каждые 1,5 ч. При выпуске шлак отделяется от сплава. Состав ферромарганца марки ФМн75: Mn более 75%, С – меньше 7%, P – меньше 0,45%, Si – около 1,5%.

Для раскисления и производства сталей необходимы не только углеродистый ферромарганец, но сплав с более низким содержанием углерода. Для производства таких сплавов применяют различные способы. Одним из них является способ выплавки с использованием в качестве восстановителя кремния.

Для этого выплавляют силикомарганец из марганцевых руд с добавлением кварцита и железной руды. Восстановителем служит углерод кокса. Но благодаря тому, что кремний способен уменьшать растворимость углерода, силикомарганец получается с низким содержанием углерода (менее 2,5%C). Таким образом, ферромарганец с пониженным содержанием углерода получают восстановлением марганцевой руды кремнием силикомарганца.

Другим способом является процесс получения металлического марганца, при котором выплавляют отдельно передельный шлак с высоким содержанием марганца, а также передельный силикомарганец с повышенным содержанием кремния и низким содержанием углерода. Далее эти продукты применяют для выплавки металлического марганца. Таким образом осуществляется трёхстадийный процесс, который сводится к восстановлению марганца из шлака кремнием передельного силикомарганца.