СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТВАЛЬНЫХ КОНВЕРТОРНЫХ ШЛАКОВ ПРЕДПРИЯТИЙ ПО ПРОИЗВОДСТВУ НИКЕЛЯ С ПОЛУЧЕНИЕМ НИКЕЛЕВОГО ПОЛУФАБРИКАТА, ПРИГОДНОГО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛЕЙ 20ХН2М И 20Н2М Российский патент 2014 года по МПК C22B7/04 C21C5/00 

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам извлечения никеля из отвальных конверторных шлаков с целью получения никелевого полуфабриката, пригодного для производства сталей 20ХН2М и 20Н2М.

Для получения никелевых полуфабрикатов использовался конверторный отвальный шлак состава, указанного в таблице 1.

Таблица 1. Состав отвального конверторного шлака. Химический состав, мас.% MgO SiO₂ Al₂O₃ Cr₂O₃ NiO Co₃O₄ МоО₃ MnO CaO S Fe₂O₃ 1-3 20-30 1-2 до 0,1 0,2-0,6 0,1-0,3 0,1-0,3 до 0,1 1-4 2-3 ост.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ переработки никельсодержащих конверторных шлаков комбинатов, производящих никель, заключающийся в дроблении конверторного шлака, смешивания его с алюминиевым шлаком, полученным при производстве вторичного алюминия и добавкой извести.

После чего полученную шихту, состоящую из конверторного шлака, алюминиевого шлака и извести расплавляют в электродуговой печи с целью получения ферроникеля, содержащего 5-20% никеля и 0,5-1,5% кобальта, остальное - железо (см. патент на изобретение №2230806, С22В 7/04).

Конверторные шлаки указанного в таблице 1 состава металлургической переработке не подлежат из-за низкого остаточного содержания в них никеля.

Задачей изобретения является переработка отвальных конверторных шлаков предприятий по производству никеля с получением никелевого полуфабриката, пригодного для производства сталей 20ХН2М и 20Н2М.

Технический результат обеспечивается химико-термической обработкой отвального конверторного шлака в смеси со стальной стружкой и последующим ее переплавом в дуговой электропечи.

Поставленная задача решается предварительным дроблением отвального шлака в шаровой мельнице и последующим просеиванием через сито с размером ячейки 1 мм. Затем отвальный шлак в количестве 80-90 мас.% перемешивается со стальной стружкой, полученной металлообработкой заготовок из стали 20. Содержание такой стружки в смеси с отвальным шлаком составляет 10-20 мас.%. В полученную смесь в качестве активатора вводится хлористый аммоний в количестве 2-5 мас.% сверх 100 мас.%.

Полученную смесь помещают в контейнер из жаростойкой стали, снабженный плавким затвором, и нагревают до температуры 1050-1100°С в течение 4-6 часов.

Никель, содержащийся в отвальном шлаке, переходит в хлорид, который в последующем на поверхности стальной стружки осаждается с образованием металлического никеля. Осажденный таким образом никель диффундирует вглубь металла стружки, легируя последнюю. За 4-6 часов происходит сквозное легирование стальной стружки, толщиной до 1 мм.

В последующем, легированная никелем стальная стружка после брикетирования переплавляется в электродуговой печи и разливается в слитки.

Состав получаемого никелевого полуфабриката представлен в таблице 2.

Таблица 2. Состав получаемого никелевого полуфабриката Химический состав, мас.% Ni Со Мо Cu Mn Cr S Fe 1,6-2,5 0,1-0,25 до 0,02 до 0,2 до 0,01 0,1-0,2 до 0,5 ост.

Способ получения никелевого полуфабриката для производства сталей 20ХН2М и 20Н2М из отвальных конверторных шлаков предприятий, производящих никель, осуществляют следующим образом. Полученную в результате металлообработки заготовок из стали 20 стружку, толщиной до 1 мм, окунают на 1-2 минуты в ванну с разбавленной соляной кислотой, промывают, сушат до полного удаления влаги, смешивают 10-20 мас.% стружки с 80-90 мас.% просеянного отвального шлака и добавляют сверх 100 мас.% 2-5 мас.% хлористого аммония. Затем полученную смесь упаковывают в контейнер из жаростойкой стали с плавким затвором, нагревают контейнер со смесью до температуры 1050-1100 °С, проводят выдержку при этой температуре в течение 4-6 часов, охлаждают, разбирают контейнер, отделяют стружку магнитной сепарацией, очищают грохочением, брикетируют, переплавляют в электродуговой печи и разливают в слитки-полуфабрикаты.

Таким образом, заявленный способ, по сравнению с прототипом не требует металлургического передела, достаточно прост в оснащении, позволяет экономить дорогостоящий ферроникель и ориентирован на извлечение никеля из отвальных конверторных шлаков с целью получения никелевого полуфабриката, пригодного для производства сталей 20ХН2М и 20Н2М.

Изобретение относится к металлургии. Способ переработки отвального конверторного шлака производства никеля включает дробление указанного шлака в шаровой мельнице и просеивание его через сито с размером ячейки 1 мм. В результате металлообработки заготовок из стали 20 получают стальную стружку толщиной до 1 мм, окунают ее на 1-2 минуты в ванну с разбавленной соляной кислотой, промывают, сушат до полного удаления влаги, смешивают 10-20 мас.% стружки с 80-90 мас.% просеянного отвального конверторного шлака и добавляют сверх 100 мас.% 2-5 мас.% хлористого аммония. Затем полученную смесь упаковывают в контейнер из жаростойкой стали с плавким затвором, нагревают контейнер со смесью до температуры 1050-1100°С, проводят выдержку при этой температуре в течение 4-6 часов, охлаждают, разбирают контейнер, отделяют стружку магнитной сепарацией, очищают ее грохочением, брикетируют, переплавляют в электродуговой печи и разливают в слитки-полуфабрикаты. Полученные слитки-полуфабрикаты могут быть использованы для производства сталей 20ХН2М и 20Н2М. Обеспечивается извлечение никеля из отвального конверторного шлака производства никеля. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ переработки отвального конверторного шлака производства никеля, включающий дробление отвального конверторного шлака производства никеля в шаровой мельнице и просеивание его через сито с размером ячейки 1 мм, отличающийся тем, что полученную в результате металлообработки заготовок из стали 20 стальную стружку толщиной до 1 мм окунают на 1-2 минуты в ванну с разбавленной соляной кислотой, промывают, сушат до полного удаления влаги и смешивают в количестве 10-20 мас.% стружки и 80-90 мас.% просеянного отвального конверторного шлака с добавлением сверх 100 мас.% смеси хлористого аммония 2-5 мас.%, затем полученную смесь упаковывают в контейнер из жаростойкой стали с плавким затвором, нагревают контейнер со смесью до температуры 1050-1100°С, проводят выдержку при этой температуре в течение 4-6 часов, охлаждают, разбирают контейнер, отделяют стружку магнитной сепарацией, очищают ее грохочением, брикетируют, переплавляют в электродуговой печи и разливают в слитки-полуфабрикаты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученные слитки-полуфабрикаты используют для производства сталей 20ХН2М и 20Н2М.