ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСПЛАВОВ Российский патент 2001 года по МПК C22C33/00 C22C33/04 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве ферросплавов.

Ферросплавы представляют собой сплавы железа с другими элементами - марганцем, кремнием, хромом, вольфрамом, молибденом и др. Ферросплавы применяются главным образом для раскисления и легирования стали. Кроме основных элементов, перечисленных выше, в состав ферросплавов входят также некоторые примеси - углерод, кремний, фосфор, сера, газы и др. Некоторые из этих примесей оказывают вредное влияние на свойства самого ферросплава или на свойства стали, для которой ферросплав применяется, поэтому их содержание ограничивается.

Ферросплавы получают путем восстановления кислородных соединений элементов, входящих в состав ферросплава. Соответствующие окислы находятся в составе руд или концентратов, которые используют для получения ферросплава. В качестве восстановителя применяют различные вещества, которые обладают большим сродством к кислороду, чем элементы, подлежащие восстановлению. Такими веществами являются углерод и некоторые металлы.

Наибольшее распространение для производства ферросплавов получили углетермические процессы. Углерод является универсальным восстановителем. Изменяя температуру процесса, можно с помощью углерода восстановить все окислы, включая такие прочные окислы, как кремнезем и глинозем.

Известны шихты, используемые для выплавки ферросплавов, в состав которых входят: руда металла, который должен войти в состав ферросплава, кокс, железная стружка или железная руда (А.Д. Крамаров, А.Н. Соколов "Электрометаллургия стали и ферросплавов" М., Металлургия, 1976 г, с.314-374).

Известны шихты для выплавки ферросплавов, в состав которых входят отходы производства, такие как предварительно окускованная смесь из шлакометаллических отходов и твердых продуктов очистки колошникового газа доменного производства ферромарганца (заявка на изобретение N 92015722. МПК⁶ С 22 С 33/04 "Шихта для выплавки ферросиликомарганца", авторы Кошелев С.П. и др.), брикеты из металлических отсевов углеродистого доменного ферромарганца и шламов газоочистки доменных печей, выплавляющих углеродистый ферромарганец, металлическая стружка (патент на изобретение N 2058413 МПК⁶ С 22 С 33/04 "Шихта для выплавки ферросплава, содержащего марганец и кремний", авторы Зайко В.П. и др.) и другие составы. Использование отходов при выплавке ферросплавов позволяет решить задачу утилизации отходов различных производств при сохранении и даже улучшении качественных показателей ферросплавов.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является шихта для выплавки силикомарганца, содержащая твердый углеродистый восстановитель, кварцит, марганцеворудной материал, углеводородсодержащие отходы (пластические массы) (см. SU, 1433998, C 22 C 33/04, 30.10.88).

Заявляемое изобретение решает задачу создания состава шихты, расширяющего ассортимент составов шихты, применяемых для выплавки ферросплавов с улучшенными свойствами, расширения сырьевой базы ферросплавного производства, а также утилизации отходов нефтегазодобывающей промышленности.

Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является расширение ассортимента составов шихты, применяемых для выплавки ферросплавов, расширение сырьевой базы ферросплавного производства, утилизация отходов нефтегазодобывающей промышленности.

Этот технический результат достигается тем, что в шихте для выплавки ферросплава, содержащей углеводородсодержащие отходы и материал, содержащий элементы металла, входящего в состав ферросплава, в качестве углеводородсодержащих отходов используют отходы нефтегазодобывающей промышленности при следующем соотношении компонентов, в вес.%:
Материал, содержащий элементы металла, входящего в состав ферросплава - 75-85
Отходы нефтегазодобывающей промышленности - 15-25
При этом отходы нефтегазодобывающей промышленности могут содержать следующие компоненты, в вес. %: Fe до 20%, SiO₂, Al₂O₃ до 30%, углеводородсодержащие отложения 50 - 70%.

В закрытых дуговых электрических печах были проведены опытные плавки по получению ферросплавов. Подготовленную для выплавки шихту помещали в разогретую до 1000^oC печь. Плавку вели при температуре 1600-1800^oC.

Для получения ферросплавов использовали следующее сырье:
Руда хромовая - ГОСТ 15848.4-91
Сталь 3 - ГОСТ 7565-81
Марганцевый агломерат - АМН 1-1025
Отличием заявляемого решения от известных является содержание в составе шихты отхода нефтегазоперерабатывающей промышленности, содержащего углеводородсодержащие отложения, которые при температуре в печи 1000^oC образуют углерод, способствующий протеканию восстановительных процессов в печи. При этом указанное количество отхода достаточно для образования количества углерода, обеспечивающего проведение нормального хода плавки.

Эти отходы могут использоваться при производстве ферросплавов как комплексное сырье, при котором полученные ферросплавы сохраняют качественные показатели.

Составы шихты для получения ферросплавов приведены в таблице 1. Элементный состав полученных ферросплавов приведен в табл. 2, 3, 4.

Из таблицы 2,3,4 следует, что получаемые ферросплавы по элементному составу не уступают составам ферросплавов, соответствующим ГОСТу. При этом использование отходов при выплавке ферросплавов позволяет решить задачу утилизации отходов нефтегазодобывающих производств при сохранении и даже улучшении качественных показателей ферросплавов, а также расширить сырьевую базу ферросплавного производства.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве ферросплавов. Шихта включает материал, содержащий элементы металла, входящего в состав ферросплава, и отходы нефтегазодобывающей промышленности при следующем соотношении компонентов, в вес.%: материал, содержащий элементы металла, входящего в состав ферросплава, 75-85, отходы нефтегазодобывающей промышленности 15-25. Отходы нефтегазодобывающей промышленности содержат следующие компоненты, в вес.%: Fe до 20, SiO₂ и Al₂O₃ до 30, углеводородсодержащие отложения 50-70. Шихта позволяет расширить ассортимент составов шихт, применяемых для выплавки ферросплавов с улучшенными свойствами, и сырьевую базу ферросплавного производства, а также утилизировать отходы нефтегазодобывающей промышленности. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Шихта для выплавки ферросплавов, содержащая углеводородсодержащие отходы и материал, содержащий элементы металла, входящего в состав ферросплавов, отличающаяся тем, что в качестве углеводородсодержащих отходов используют отходы нефтегазодобывающей промышленности при следующем соотношении компонентов, в вес.%:
Материал, содержащий элементы металла, входящего в состав ферросплава - 75 - 85
Отходы нефтегазодобывающей промышленности - 15 - 25
2. Шихта по п.1, отличающаяся тем, что отходы нефтегазодобывающей промышленности содержат следующие компоненты, в вес.%: Fe до 20, SiO₂ и Аl₂О₃ до 30, углеводородсодержащие отложения 50-70.