СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОМОЛИБДЕНА Российский патент 1997 года по МПК C22C33/04 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к производству ферромолибдена, используемого в качестве лигатуры, и предназначено для реализации преимущественно в электросталеплавильном производстве литейных цехов машиностроительных заводов.

Известен способ подготовки шихты для выплавки ферросплавов, включающий в совместное или раздельное измельчение до 80-85% фракций компонентов в дезинтеграторе и последующее окускование со связующим веществом [1]
Известен способ подготовки шихты для получения ферромолибдена, заключающийся в металлотермической плавке молибденового концентрата, получаемого флотационным обогащением с последующим обжигом молибденита MoS₂, с добавлением железной руды, железной стружки и в качестве восстановителя высококремнистого ферросилиция и алюминия [2] Содержание молибдена в рудах невелико; используются руды, содержащие менее 0,2% молибдена. Эти руды подвергаются флотационному обогащению, в результате которого получаются концентраты, содержащие около 50% MoS₂ и 30% S. Концентраты подвергаются окислительному обжигу в многоподовых печах. Получаемый в результате обжига концентрат и составляет основу шихты для получения ферромолибдена. Подготовка концентрата является трудоемким процессом, что и обусловливает большие затраты на производство ферромолибдена. Большие затраты на производство являются существенным недостатком известного способа получения ферромолибдена.

В то же время на ряде машиностроительных предприятий накапливаются неиспользуемые молибденосодержащие отходы.

Изобретение направлено на снижение затрат на производство ферромолибдена.

Для этого в известном способе подготовки шихты для получения ферромолибдена, заключающемся в плавке в плавильном агрегате шихты, путем перемешивания молибденсодержащего компонента железного лома и алюминия; в качестве молидбенсодержащего компонента берут 40-55% смеси в произвольном соотношении продукта фильтрации газового потока с установок для газотермической молибденизации изделий напылением и молибденового шлама, образующегося при шлифовании изделий после напыления, добавляют к молибденсодержащему компоненту шлакообразующие и восстановителей в количестве 7-24% в виде смеси порошкообразной извести, дисперсных отходов от дробления лигатуры ФСМг-5, ФСМг-7, содержащей 4,5-8% Mg, 0,5-2% Са, и алюминиевой стружки в массовом соотношении 1:0,8:0,15, а также железную пыль из дробометных аппаратов в количестве 3-16 мас. замешивают эти компоненты на жидких отходах травителя (раствора хлорного железа), взятого в количестве 10-18 мас. до пастообразного состояния, пасту сушат до растрескивания на отдельные комки, загружают в дуговую печь под слой железного лома, который берут в количестве 19-35 мас. и осуществляют плавку, разливку и дробление на требуемые фракции затвердевшего фермолибдена.

Все используемые составляющие шихты являются в сущности отходами производства, чем и объясняется их низкая стоимость, значительно снижающая затраты на производство ферромолибдена. При реализации предлагаемого способа за счет дополнительного использования активных раскислителей Ca и Mg, входящих в отсев лигатуры, достигается снижение потерь молибдена, более полый переход его в ферросплав. Шлак опытных плавок содержит в своем составе не более 0,0,5% Mo, в то время как при известном способе получения ферромолибдена содержание молибдена в шлаке превышает 0,1%
В доступной научно-технической и патентной литературе отсутствуют сведения о способах подготовки шихты для получения ферромолибдена, идентичных предлагаемому способу, поэтому отличительные признаки предлагаемого технического решения следует считать существенными.

Рассмотрим сущность изобретения более подробно. Как указывалось выше, молибденсодержащий компонент шихты готовят из продукта фильтрации газового потока с установок для газотермической молибденизации изделий напылением, например, напылением с помощью аппарата марки МГП-2 [3] и молибденового шлама, образующегося при шлифовании изделий после напыления. Эти материалы смешиваются в произвольном соотношении.

В полученный молибденосодержащий компонент шихты в количестве 40-55 мас. вводят смесь шлакообразующих и восстановителей, общее количество которых колеблется от 7 до 24 мас. Нижний предел 7% обусловлен тем, что при меньшем содержании ошлаковывается не все примеси в случае высокого содержания молибденового шлама в молибденсодержащем компоненте шихты. Верхний предел 24% ограничен тем, что при превышении его образуется неоправданно большое количество шлака, а выплавленный ферромолибден оказывается насыщенным непрореагировавшими элементами-восстановителями.

Соотношение 1: 0,8: 0,15 порошкообразной извести, дисперсных отходов от дробления лигатуры ФСМг-5, ФСМг-7 (содержащей 4,5-8% Mg и 0,5-2% Ca) и алюминиевой стружки в смеси шлакообразующих и восстановителей обеспечивает максимальное восстановление Mo и определено экспериментально.

В шихту вводят также железную пыль из дробеметных аппаратов 3-16 мас. которая в шихте является источником железа и участвует в реакции отверждения смеси при окомковании молибденосодержащего компонента. Количество вводимой железной пыли может колебаться от 3 до 16 мас. Введение железной пыли в количестве менее 3% не обеспечивает достаточной прочности окомкованной шихты, а свыше 16% снижает количество железного лома, загружаемого в дуговую печь настолько, что делает режим горения дуги на стадии плавления неустойчивыми.

Подготовленные составляющие шихты замешивают на жидких отходах травителя (раствор хлорного железа) до пастообразного состояния. Отходы травителя вместе с железной пылью, введенной ранее, играют роль связующего и придают прочность окомкованному продукту после сушки.

Количество отходов травителя колеблется от 10 до 18 мас. Если количество этой добавки менее 10 мас. то жидкой прослойки между частицами смеси оказывается недостаточно, чтобы обеспечить прочную механическую связь частиц при окомковании, и, кроме того, малым оказывается количество образующегося в смеси золя Fe₂O₃nH₂O, который вследствие огеливания в процессе сушки окомкованной шихты придает ей необходимую прочность. При введении же отходов травителя в количестве более 18 мас. жидкой фазы становится настолько много, что каждая частица смеси со всех сторон оказывается окруженной жидкой оболочкой, и механическая связь между частицами существенно ослабевает вследствие переувлажнения смеси, что дает невозможным окусковывание шихты. Сушку проводят при комнатной температуре или в печах с температурой не выше 150^oC.

Плавку ферромолибдена осуществляют в электроплавильных агрегатах. Предпочтительно использование дуговых печей, создающих активную шлаковую фазу. Шихтовые материалы в виде окомкованных кусков смеси молибденсодержащего компонента, шлакообразующих, восстановителей и отходов травителя загружают в дуговую печь под слой железного лома. Количество железного лома составляет 19-35 мас. Если в завалке содержится железного лома менее 19% то нарушаются условия зажигания и горения дуги на начальной стадии плавки, а при содержании свыше 35% резко падает (до 40% и менее) содержание молибдена в выплавленном ферросплаве, что ухудшает качество получаемого продукта настолько, что делает весьма проблематичной операцию дробления ферросплава в связи с возросшей прочностью и вязкостью материала.

По окончании плавки производят разливку жидкого сплава в формы с последующим дроблением затвердевшего ферромолибдена на требуемые по условиям применения фракций.

Примеры реализации способа приведены в таблице. Шихту составляли при различном соотношении (мас.) входящих компонентов (см. таблицу). Плавки проводились в электродуговой печи ДСП-12.

Использование: металлургия. Сущность изобретения: способ подготовки шихты для получения ферромолибдена включает смешивание молибденсодержащего материала (ММ), железного лома, железосодержащего материала, шлакообразующего материала и восстановителя. В качестве ММ используют смесь в произвольном соотношении продуктов отходов фильтрации газового потока с установок для газотермической молибденизации изделий напылением и молибденового шлама; в качестве шлакообразующего материала и восстановителя - смесь порошкообразной извести, дисперсных отходов от дробления лигатуры и алюминиевой стружки в массовом соотношении 1: 0,8:0,15; в качестве железосодержащего материала - железную пыль из дробеметных аппаратов. Замешивают эти компоненты на жидких отходах травителя, например, раствора хлорного железа, до пастообразного состояния. Затем пасту сушат до растрескивания на отдельные комки, загружают в дуговую печь под слой железного лома, с соотношением компонентов смеси, мас. %: отходы продуктов фильтрации газового потока с установок для газометрической молибденизации и молибденовый шлам - 40-45, порошкообразная известь, дисперсные отходы от дробления лигатур и алюминиевая стружка - 7-24, железная пыль из дробеметных аппаратов 3-16, жидкие отходы травителя - 10-18, железный лом - 19-35. 1 табл.

Способ подготовки шихты для получения ферромолибдена, включающий подготовку шихты, состоящей из молибденсодержащего материала, железосодержащего материала, железного лома, шлакообразующего материала и восстановителя, загрузку и плавление ее в плавильном агрегате, отличающийся тем, что в качестве молибденсодержащего материала используют смесь с произвольным соотношением отходов продуктов фильтрации газового потока с установок для газотермической молибденизации изделий напылением и молибденового шлама, в качестве шлакообразующего материала и восстановителя - смесь порошкообразной извести, дисперсных отходов от дробления лигатуры и алюминиевой стружки в массовом соотношении 1 0,8 0,15 соответственно, а в качестве железосодержащего материала железную пыль из дробеметных аппаратов, замешивают эти компоненты на жидких отходах травителя до пастообразного состояния, затем пасту сушат до растрескивания на отдельные комки и загружают в плавильный агрегат под слой железного лома при следующем соотношении компонентов, мас.

Отходы продуктов фильтрации газового потока с установок для газотермической молибденизации изделий напылением и молибденовый шлам 40 - 45
Порошкообразная известь, дисперсные отходы от дробления лигатуры и алюминиевая стружка в соотношении 1 0,8 0,15 7 24
Железная пыль из дробеметных аппаратов 3 16
Жидкие отходы травителя 10 18
Железный лом 19 35а