Способ получения синтетического шлака и попутного легирующего металла Советский патент 1983 года по МПК C21C5/54 

ел ел 1 ел

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в цехах, располагающих шлакоплавильнымн агрегатами.

Известен способ получения синтетического шлака, включающий сплавление извести и глиноземсодержаадих материалов с повышенным содержанием легковосстамовимых окислов, восстановление этих окислов ферросилицием в количестве 0,5-1,5 от стехиометрически необходимого на восстановление легковосстановимых окислов ij «

Известный способ позволяет рарширить круг используемых глиноземсодержшдйх материалов и повысить стойкость угольной футеровки печи, однако применение в качестве восстановителя ферросилиция приводит к повышенному содержанию в синтетическом шлаке SiOj, который является йе елательной примесью, ухудшающей рафинирующие свойства шлака.

Наиболее близким к .предлагаемому по технической .сущности и достигаемому эффекту является способ получения синтетического шлака, включающий спекание и-звести с глиноземсодержащим материалом - катализатором К-5, частичное восстановление окислов металлов углеродсодержащим восстановителем и получение попутного металла. Известный способ обеспечивает более высокие рафинирующие свойства синтетического шлака, посколвку углерод дает газообразные продукты } раскисления, легко удаляемые из ванЬ ны, и позволяет уменьшить содержаний в шлаке нежелательных компонентов таких, как окислы хрома, железа, марганца и др. 0.

Однако известный способ не позволяет применять влажные материалы, поскольку не предлагает никаких средств борьбы с водородом,в шлаке. Между тем/ растворимость водорода в известйовр-глиноземистом шлаке высока: 30-50 г. При таком содержании водорода в процессе рафинирования металла шлак будет насыщать водородом сталь, повышая ее флокеночувствительность и ухуддаая служебные свойства. Кроме того, известный способ не предусматривает дальнейшего использования попутного металла, так как извлечение в металл дорогостоящих и дефицитных легирующих элементов невелико и использование его не имеет практического смысла.

Цель изобретения - использование влажных глиноземистых материалов и получение попутного легирующего металла.

Поставленная цель достигается тем, что по способу получения синтетического шлака, включающему сплавление извести с глиноземсодержащим материалом - катализатором К-5, частичное восстановление.окислов металлов углеродсодержащим восстановите- ,лем, получение попутного металла и 5 выпуск шлака, дополнительно в качестве глиноземсодержащего материала используют влажные отходы шлифовального производства быстЕ орежущих сталей в количестве 25-30% по массе 10 глинозема, которые присаживают отдельными порциями вместе с углеродсодержащим восстановителем в конце сплавления извести с катализатором К-5 на готовую шлаковую ванну, а 5 за 10-20 мин до выпуска шлака и легирующего металла ра9плав продувают инертным газом с интенсивностью 0,.3-0,4 м ТМин.

Отходы шпифовального производстлл ва при обработке быстрорежущих сталей представляют собой влажную массу, содержеицую 10-20% корунда, а также железо и такие,дорогостоящие и дефицитные элементы, как вольфрам, -с молибден, ванадий, хром, причем значительная доля ванадия и хрома находится в виде окислов. Извлечение и дальнейшее использование этих элементов представляет важную зада-,0

.Влажные отходы шлифовального

производства быстрорежущей стали имеют следующий компонентный состав, вес.%: влажность 18,0; СаО 0,4; ДЕгОз 18,0; W 5,5; Мо 3,4; V 0,8;

5 сг 2,3; FeO 1,4; VjOj- 0,65; , , железо остальное.:

Попытки извлечения этих, элементов обычными методами не дают положительных pe3yjibтатов. Так, присадка влажU ных отходов шлифовального производства быстрорежущих сталей взавалку при электродуговой плавке приводит к большой потере элементов во время расплавления,, а переход в шлак окис5 .лов ванадия и хрома приводит к его загущению и ухудшению технологических функций. Добавка их при выплавке синтетического шлака вместе с -углеродистым восстановителем (1,0-1,5%

по стехиометрии) не обеспечивает полного восстановления окислов ванадия и хрома из-за плохого перемешив-ания ванны; они загружают шлак, снижая его рафинирующие свойства. Кроме того, в ишаке и в обрабатываемой им стали повышается содержание водорода.

Предлагаемый способ с присадкой влажных отходов шлифовального произ- водства быстрорежущих сталейвместе с углеродистым восстановителем и. пос0 ледующей продувкой шлаковой ванны инертным газом обеспечивает допустимое содержание.водорода в шлаке. Интенсивное перемешивание шлаковой ванны способствует более полному

5 1протеканию реакций восстановления легковосстановимых окислов ванадия и хрома, их более полному извлечению в попутный легирующий металл и сох- / ранению высоких рафинирующих свойств шлака. Количество присаживаемых на одну плавку влажных обходов шлифовального производства быстрорежущих сталей должно составлять 25-30% по массе глинозема. Присаживать менее 25% нецелесообразно с экономической точки зрения утилизации этих отходов. С увеличением количества отходов более 30% значительно снижается производительность шлакоплавильного агрегата из-за увеличения длительности операций дегазации шлака и восстановления окислов. Влажные отходы вместе с углеродсодержа1дим восстановителем необходимо присаживать отдельными порциями, чтобы не создавать больших пересыщений шлака окислами хрома ,ft ванадия, загущающих его. По этим же соображениям из глиноземистых материалов влажные отходы следует присаживать в последнюю) очередь в конце сплавления извести с катализатором К-5, на готовую шлаковую ванну. Вдувать инертный газ в течение всего периода присадки влажных отходов шлифовального производства бастрорежущкк сталей экономически нецелесообразно, поскольку интенсивная продувка обеспечит за небольшой промежуток времени достаточную дегаза- цию и рафинирование шпака. ПродувкуГ инертным газом следует производить на заключительной стадии плавки присадки последней порции влажньЬс отходов шлифовального производства : быстрорежущих сталей. Опытным путем; установлено, что продувку следует производить не ранее, чем за 20 мин перед выпуском плавки. В процессе , интенсивной продувки происходит пере мешивание шлака с металлом, полученным в результате восстановительных процессов. Опытным путем также установлено, что производить продувку позднее, чем за 10 мин до выпуска плавки нецелесообразно, поскольку не хватит времени для полного разделения металла и шлака. От интенсивности продувки металла инертным газом зависит эффективность дегазации и рафинирования шлака. Опытным путем установлено, что при интенсивности продувки менее 0,3- м/т. мин эти процессы протекают недостаточно быстро, а интенсивность продувки вьше 0,4 м /тмин не приводит к повышению ее эффективности. Пример. Синтетический шлак и легирующий металл выплавляют в шлакоплавильной печи, футерованной угольными блоками. Шихтовыми материалами служат свежеобожженная известь, катализатор К-5 и влажные отхода шлифовального производства быстрорежущих сталей. Количество присаживаемых влс1жных отходов шлифовального производства быстрорежущих сталей изменяют в пределах 25-30% по расчету на необходимое содержание глинозема в шлаке. Вначале сплавляют в необходимой пропорции известь с катализатором, затем шихтовые порции шлифовальных отходов и кокса в количестве, необходимом по стехиометрии на восстановление окислов железа, ванадия и хрома. После присадки последней шихтовой порции, но не позднее, чем за 10 мин до выпуска плавки, начинают продувку ванчы « гоном с интенсивностью 0,3-0,4 му хмин. После ее окончания производят выпуск шлака и легирующего металла. Результаты опытньах плавок представлены в таблице.. Легирующий металл имеет следукнаий химический состав, %: С 1,8; W 8,5; МО 5,2; V 1,5; Сг 4,0; Si 2,8; Мп 0,3; Р О,.035; S 0,023; Fe - остальное. Полученный легирующий ме талл испогазуют в качестве шихты при выплйвке быстрорежущей стеши меюдом переплава в электродуговых печах. Применение предлагаемого способа .расширяет круг использования глино:земистых материсшов при выплавке синтетических шлаков, позволяет использовать влажные материалы, извлёкать дорогостоящие и дефицитные элементы из шихтовых материалов, не ухудшая рафинирующих свойств синтетического шпака,. Ожидаелеой экономический эффектОТ применения предлагаемого способа составит 50-90 тыс.рУб. в год.

Предлагаемый с продувкой инертным га

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ИШАКА И ПОПУТНОГО ЛЕГИРУЮЩЕГО МЕТАЛЛА, включающий сплавление извести с глиноземсодержаадим материалом - катализатором , частичное восстановление окислов металлов углерод содержащим восстановите- лем, получение попутного металла и выпуск шлака, отличающийс я тем, что, с целью использования влажных глиноземистых материалов и получения попутного легирующего , дополнительно в качестве глиноземсодержащего материала используют влажные отходы шлифовального производства быстрорежущих сталей в количестве 25-30% по массе глинозема, которые присаживают отдельными порциями вместе с углеродсодержащим восстановителем в конце сплавления. извести с катализатором К-5 на готовую шлаковую ванну, а за 10-20-мин . ДО выпуска шлака ц легирующего меТ5шла расплав продувгиот инертньм га- зом с интенсивностью 0,3-0,4 . СО

Предлагаемый с продувкой

Продолжение таблицы