Способ выплавки ферросиликохрома Советский патент 1983 года по МПК C22C33/04 

(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСИЛИКОХРОГЛА

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к способу производства ферросплавов, конкретно - к выплавке ферросиликохрома. По известному способу ферросиликохро бесшлаковым двухстадийным способом получают проплавлением шихты, состоящей из кварцита, углеродистого восстановителя, передельного феррохроиа, металло добавок, отходов графитации. При получении сплава образуется шлак в количестве 5% от веса сплава, содержащий до 30% сплава, а также кремнийсодержашие окислы (S-i Qj) и кар бид кремния (Sic) соответственно до 34 и 15% 1 . Недостатками этой технологии являются пониженное извлечение ведущего элемента (кремния) из шихтовых материалов и использование углерода отходов графита ции. Известен также способ выплавки фер- росиликохрома с пе репла вом ме галлосоде р жащих отходов, которые задаются в печь вместе с передельным феррохромом в соотношении 1:1,5-1:2,5 после вьшуска сплава 2 . . Недостатки способа также связаны с повышенным улетом кремнийсодержащих соединений и потерь металла со шлаком. Наиболее близким техническим решением по получаемому результату (прототипом) к предлагаемому является способ ш шлавки ферросиликохрома, включающий загрузку шихты, состоящей из кварцита, углеродистого материала (коксика), передельного феррохрома и отходов графитах шги, проплавление и период1гческий выпуск расплава З . Известный способ имеет следующие недостатки: повьш1енные потери кремния и пониженную степень полезного использования восстановителя, вследствие того, что карбид кремния отходов графитацяи в составе шихты разрушается не полностью из-за высокой (217с) температуры взаимодействия 5-( С с 5iO, пьшевидная форма отходов приводит к дополнительным потерям, а полезное использование составляет около 75%, Целью изобретения является уменьшение потерь кремния и повышение степени полезного использования восстанови теля. Цель достигается тем, что в известном способе выплавки ферросиликохрома, включающем загрузку шихты, проплавле- ние, периодический вьшуск расплава, сог ласно изобретению, между вьшусками расплава в активную зону проплавления шихты вводят смесь отходов графитации с силикатным шлаком в соотношении 1:(3,О-10) в ошлакованном виде, Способ осуществлякуг следующим образом, В руднотермическую печь, работающую с погружением электродов в шихту, на колошник загружают и проплавляют шихту, состоящую из кварцита (92-98% Si О углеродистого материала (SO-Q5% С), ме аллодобавок - передельного феррохрома (60-7О% СГ, 6-9% С, остальное - желе зо). В активную зону проплавления шихты, .т,е, на участки меяаду электродами, в пе риоды между вьшусками расплава из печи вводят ощлакованные отходы графитации (15-28% Si С, 48-6О% С, 15-20% S-iO силикатным шлаком (2О-6О% 5-i с 525% СаО, 10-25% О,) при их соотношении 1 : (3-10). Ошлакование отходов графитации произ водят смешиванием отходов с жидким си ликатным шлаком, например, производств ферросиликохрома. Ошлакование осуществляется в ковше во время выпуска шлака Отходы графитации загружают под струю шлака, В процессе ошлакования отходов графитации происходит обволакивание (смачи вание) их шлаком, что ведет к понижению температуры плавления отходов до 1500°С. В ошлакованных отходах графитации происходит расшатывание решетки Si С за счет смачивания его кристаллов шлаком и полного контакта окислов и карбида кремния. Ошлакованные отходы графитации полностью загружают на участки активного проплавления шихты. Ошлакованные отходы обладают повьпценным удельным электросопротивлением, что увеличивает глубину погружения электродов в шихту, увеличивают зону активного схода шихы. При этом повышается температура в одэлектродных зонах. По мере проплавления шихты происхоит взаимодействие карборунда отходов компонентами кремнеземистого шлака образованием моноокиси ремния ( Si О), оторая усваивается шлаком. При этом роисходит образование жидкой, легко лавкой эвтектики S-i О - Si О, что усоряет процесс массопереноса и взаимоействие компонентов шихты. Вследствие этого идут процессы востановления кремния при более низкой температуре, С появлением жидкой шлаковой и металлической фаз при температуре 15ООС протекают следующие реакции:l/2SiO,+S.C,g f 5.400, 35Ю,„+СОга5 Если же отходы графитации загружать в смеси с шихтой (по прототипу), то поставленная цель не достигается. Если в соотношении количества отходов графитации и силикатного.щлака последнего менее 3,О, то легкоплавкая эвтектика S-fO, Si О не образуется и процесс взаимодействия компонентов не ускоряется, а .если более 1О, то значительная часть S-tO газифицируется и вьщеляется через колошник. Пример осуществления предлагаемого способа. Выплавку ферросиликохрома осуществили в промышленной печи мощностью Ч 11,5 МВа. Проплавля;н-г шихту следующего состава на одну порцию (колошу), кг: кварцит - 300, передельный феррохром - 135-140 , кокс - 16О-170. После первоначального проплавления шихты в количестве 10 порций (колош) выпустили сплав и шлак. Полученным силикатным шлаком состава, % 38,9 S-i 10,5 S-iC; 21,2 Af.,.,p.; 19,8 СаО; 6,3 ВаО; 3,1 в количестве 20О кг ошлаковали отходь графитации состава, %: 18,6 27,9 SiC; 48,9 С; 2,7% FeO; 1,5 Ар О ; 0,4 СаО, Было проведено три серии плавок с различной навеской отходов графитации в 20, 30 и 60 кг на плавку. Всего было проведено 82 плавки, Ощлакованные отходы графитации в виде фракции до 40 мм загружали в печь в активную зону пропяавления шихты после выпуска расплава, затем сверху загружали свежую шихту.

Во время плавки ход печи был ровный, летка работала удовлетвор 1тельио, шпах. выходил равномерно, посадка электродов глубокая.

Состав полученного сплава был следующий: 50%Si; 29,8% СГ; 0,028% Р; 0,О26 С, остальное f е.

Для сравнения были проведены плавки по прототипу.

в печь загружали шихту, состоящую из кварцита (ЗОО кг), передельного феррохрома (135 кг), кокса (16О кг) и ;К)кг отходов графитации. При совместной загрузке во время плавки наблюдались свищи, глуб1ша погружения электродов в шихту небольшая. Кремнеземистый шлак из печи выходил вязкий.

Состав полученного сплава был следу- юший: 48,9% 5-1; 29,7% Сг; О,ОЗО% Р; О,ОЗ% с, остальное е,

Результаты испытаний представлены в таблице.