Атасу (Қазақстан), Кремик (Болгария) және т.б. кен орындарының табиғи қоспаланған темір кендерінен алынған шойында марганец мөлшері едәуір жоғары болғандықтан, оны өңдеуде екі мақсат көзделеді:
1) сапалы болат қорыту;
2) марганецті қож алу.
Марганецті қож алудың мақсаты: ферромарганец, силикомарганец сияқты ферроқорытпаларды қорытуда, оны шикізат ретінде пайдалану. Қожды ғана пайдаланып марганецті ферроқорытпалар қорыту үшін, (MnO) мөлшері 45%-дан жоғары және (Mn)/(Fe) қатынасы 6,5 аз болмауы керек.
Металл-қож шекарасында марганецтің тотығу реакциясы
[Mn]+(FeO)=(MnO)+[Fe], (3.16)
оның тепе-теңдік константасы
KMn=a(MnO)/[Mn]a(FeO) (3.17)
lgKMn=6440/T–2,95 (3.18)
Марганецтің фаза аралық бөліну коэффиценті
LMn=(Mn)/[Mn]=KMna(FeO) (3.19)
Жоғарыда келтірілген теңдіктерден (3.16-3.19) марганецтің металл-қож фаза аралық бөліну коэффициентін арттыру үшін, үрдіс температурасы төмен, ал қождағы FeO мөлшері жоғары болуы керек. Бірақ (FeO) мөлшері жоғарылауынан, (Mn)/(Fe) қатынасы төмендейтін-діктен, марганецтің шойыннан қожға толымды өтуін, үрдіс температурасын шектеу арқылы ғана шешуге тура келеді.
Жоғары марганецті шойынды конвертерде оттегімен жоғарыдан үрлеу үрдісін Россия мен Болгария металлургтері бірігіп іске асырды. Алғашында Тула металлургиялық зауытының 10 тонналық эксперименттік конвертерінде жартылай өнеркәсіптік жағдайда тәжірибелік балқымалар жүргізілді.
Үрдістің бірінші кезеңінің температурасы төмендеу болу үшін конвертерге алдымен скрап (22-36%) салады. Содан кейін құрамы: 3,8-7,3% Mn; 3,8-4,4% С; 0,36-1,00% Si; 0,06-0,17% P; 0,023-0,045% S шойынды құйып, фурманы төменгі қалпына (120-300 мм) әкеліп, шығыны минутына 30-40 м3 оттегімен үрлеу басталады. Қождағы Р2О5 мөлшері төмен болу мақсатымен бірінші кезеңде әк қолданылған жоқ. Осылай 8 минуттай оттегімен үрлеп, температурасы 1500-1520°С жартылай өнімді (2,0-2,3% С; 1,13% Mn; 0,076% P; 0,020% S) шөмішке ағызып алады. Содан соң конвертерден құрамы: 60,5% MnO; 9,5% FeO; 4,0% Fe2O3; 17,0% SiO2; 5,2% CaO; 0,19% P2O5 марганецті қож ағызылып алынады. Марганецтің шойыннан қожға өту дәрежесі 80%. Қож шығымы шойын массасының 7,25%-ын құрады. Қождағы марганецтің темірге қатынасы 4,6. Ұсақталған марганецті қож ферроқорытпа зауытына жіберіледі.
Жартылай өнімді конвертерге қайтадан құйып, қож түзгіш материалдарды (әк, балқытқыш шпат, темір кені) салып, көміртегінің берілген мөлшеріне дейін балқыманы 9 минуттей үрлейді. Оттегінің жалпы шығыны 60-64 м3/т.
Металл құрамы: 0,08% С; 0,6-0,7% Mn; 0,02% S; 0,04% P. Қож құрамы: 27,6% MnO; 16,2% FeO; 10,0% Fe2O3; 9,2% SiO2; 1,13% P2O5. Соңғы қожды домна шикіқұрамындағы марганец кенінің орнына пайдалануға болады.
Жартылай өнеркәсіптік деңгейде жүргізілген тәжірибиелік балқымалар негізінде Кремик металлургиялық зауытының (Болгария) 100 тонналық оттегілі конвертерінде жоғары марганецті шойыннан сапалы болат пен марганецті қож алу технологиясы игерілді.
Болашақта Атасудың темір-марганецті кенінен жоғары марганецті шойын алынса, тиімді конвертерлік үрдістің бірімен сапалы марганецті болат қорыту мүмкіншілігі болатынын айта кеткен жөн.