Способ получения ферросплава Советский патент 1983 года по МПК C22C33/04 

:л

;о

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к производству ферросплавов, вчастности, на основе хрома, углерода и кремния.

Известен способ одностадийного получения ферросплава на основе хрома, углерода и кремния путем yrjfeтермического восстановления металлов в руднотермических печах из шихты, включающей хромсодержащий материал,., кварцит и углеродистый вос становитель ll .

Недостатком процесса является . полное восстановление вредных приме.сей - фосфора и серы, а также значительное насыщение металла в процес се восстановления азотом при контакте восстанавливаемых элементов (хрома) в зоне дуг с воздушной атмосферой печи. Такой сплав, используе 1Ый при производстве стали, значительно снижает её качество.

Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому эффекту является способ получения ферросплава, включающий раздельную выплавку углеродис того феррохрома и кремнистого ферросплава, заливку на поверхность кремнистого ферросплава в ковше шлака углеродистого феррохрома, а затем углеродистого феррохрома, выдержку расплава в ковше, слив шлака и разливку металла 2j .

Недостатком известного способа яв1ляется переход в состав получаемого сплава азота и примесей - фосфора исеры, содержащихся в исходных материалах.

Целью изобретения является снижение содержания в ферросплаве азота, фосфора и серы.

Эта цель достигается тем, что согласно способу получения ферросплава, включающему выпуск в ковш хромкремнистого ферросплава, заливку на его поверхность отвального шлака производства углеродистого феррохрома, а затем самого углеродистого феррохрома, выдержку в ковше, слив шлака и разливку ферросплава, в ковш перед выпуском хромкремнистого ферросплава вводят смесь извести и плавикового ищата в соотнсяиении 1:(0,1-0,2) в количестве 6-10% от заливаемого количества хромкремнистого ферросплава затем заливают 0,5-0,75 общего количества хромкремнистого ферросплава, а остальную его,часть заливают в ков после сплава шлака, затем делают перелив ферросплава из ковша в ковш.

При взаимодействии хромкремнистого ферросплава со смесью извести и , плавикового шпата протекает реакция взаш 1одействия свободного кремния ферросплава с СаО извести;

4CeO+5Si j55 2CaSi2 + 2СаО SiO Одновременно восстанавливается (частично) Na, который содержится ч

плавиковом шпате (0,3-1% натриевых солей). CaSi и растворяющийся в нем натрий переходят в сплав. Плавиковый шпат, являясь разжижителем, способствует прютеканию восстановительного процесса.

Если смесь извести и плавикового шпата вводить в ковш после заливки хромкремнистого ферросплава, то реакция восстановления кальция протекает вяло и восстанЬвленного кальция недостаточно для выведения азота, фосфора и серы из металла. Если при этом одновременно со смесью вводить шлак производства хромуглеродистого ферросплава, то известь растворяется в шлаке и кальций восстанавливаться не будет, так как восстановление обеспечивается образованием дисиликата кальция, что не может быть обеспечено при наличии низкокальциевого, шлака..

При соотношении извести и плавикового пшата больше, чем 1:0,1, образующийся шлак вязкий и процесс восстановлбшия кальция протекает слабо, что не обеспечивает необходимое содержание кальция в сплаве для удаления N, Р и S.. ,

Кроме того, при отсутствии в смеси плавикового шпата в сплаве отсутствует восстановленный натрий, являющийся катализатором образования нитрида кйлъция, что приводит к значительному снижению эффективности удаления азота из сплава. Соотношение менее 1:0,2 нецелесообразно, так как улучшения процесса восстановлен ния не дает, но приводит к повышенному расходу плавикового шпата.

При количестве задаваекюй известково-ьшатовой смеси менее б% от заливаемого на нее хромкремнистого ферросплава, количество восстановлеИног кальция недостаточно для полнотавыделения из сплава азота, фосфора и серы.

Увеличение навески смеси до количеств более 10% от навески запиваемого на нее хромкремнистого сплава нецелессюбразно, так как количество кальция в сплаве излишне, а в случаях низкого содержания кремния в хромкремнистом ферросплаве () свободного кремния недостаточно на полное участие в реакции восстановления кальция, а получающийся шлак тугоплавкий, что вообще препятствует протеканию процесса восстановления кальция.

Если на известково-шпатовую смесь заливают меньше 0,5 общего количества хромкремнистого ферросплава, используемого на процесс, то кремния свободного недостаточно для взаимодействия с окисью магния шлака, что .снижает эффективность удаления обра укяцихся нитридов, фосфидов и сульфидов, а конечный ферросплав получается более загрязненным примесями - серой и фосфором,так как они дополнительно вводятся с остальной частью хрог-1кремнйстого ферросплава, а из готового ферросплава не выводятся . Если задавать больше 0,75 общего количества, то содержание кремния в промежуточном сплаве получается 30%, что влечет за собой высокое .остаточное содержание азота, фосфора и серы в готовом ферросплаве. Затем заливают отвальный шлак углеродистого феррохрома. Количество его оптимально в размере OVl-0,2 от весазалитого хромкремнистого ферроспл ав а. Шлак производства углероди;стого феррохрс 4а содержит, %: MgO 30-45; 20-33; SiQij и примеси (Сг О. , FeO,CaO:) остальное. При контакт® с хромк ремнистым ферросплавом остакнийся свободньт крекиий после взашмодействия с йзве стково-шпатовой смесью взаимодействует с MgO введенного шлака и вос: станавливает магнй.й: ewe EjSi + Sio, (MgjSi растворяетсяB силицидах хро ма и железа). Затем в кован заливают весь углеpoeHCi izft феррохром : Наличие в системе xiaSij и MgaSi Обеспечивает условия образований нитридов и Mg,jH, фосфидов Са к сульфидов CaS и MgS, которые аьще ляются в шлаковую фазу. При эгон тх ицийся натрий действует катали гичес ки на образование нитридов, а испарение части образуктегося магния сп собствуёт выводу указанных соединений в шлак. Пример. Получение ферросплава а основе хрома, кремния и углерода существляют в промышленных условиях, В руднотермической печи с закрытым колошником из шихты, состоящей из хромовой руды и углеродистого восстановителя (кокса), выплавляют углеродистый феррохром (ФХП по ТУ14-5-117-79) с содержанием 5-jB% С, 62-70% Сг, остальное железо и примеси. Содержание азота в таком ферросплаве составляет 0,031,05%, фосфора 0,020-0,035%, серы 0,04-0,06%. После окончания плавки металл со шлаком выпускают в ковш. Во второй печи из шихты, состоящей из непредельного феррохрома,кварцита и восстановителя (кокс, полукокс) вьщлавляют бе(Л1шаковьо4 процесссж хромкрёмнистый ферросплав ( по ГОСТ 11861-77) с содержанием более 45% кремния. В тсаком ферргюплаве (45-60% Si, 25-35% Сг, остальное железо) хром и железо полностью связаны с кремнием и имеется некоторое количество (З,5){) свободного йесвязанно го кремния. В отдельный ковш на дно засыпают, смесь извести и плавикового шпатас (предпочтительно фракции менееЮ мм), заливают на него хромкремнистый . сплав, затем отвальный шлак производства углеродистого феррохрома, самуглеродистый феррохром. После чего сливают шлак и заливают остаток хромкремнистого ферросплава, производят перелив получеиного ферросплава иа . основе крома, кремния и углерода из ковша в ковш для усредиения состава и разливают. Порядок осутествления операций и расход реагентов в сравнении с известиьш способом даны в таблице.

ID

rfn

in

о

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОСПЛАВА, включающий выпуск в ковш хрсжкремнистого ферросплава, зсшивку на его поверхность отвального ишака производства углеродистого Феррохрома, а затем самого углеродистого феррЪ хрома, выдержку в ковше, слив шлака и разливку ферросплава, о т л и-чающийся тем, что, о целью снижения содержания в ферросплаве азота, фосфора и серы, в ковш перед выпуском хромкремнистого ферросплава ВВОДЯТ смесь извести и плавикового шпата В cooтнoшeни 1:

о о

in (N

«-I

1Л

t-t

о о

о

о о

о о

о

о

ч

««

d т

м

п

о

о

1Л

1Л

I

н о

0)

я С m Я

г; ж

7 1059016 8

Содержание азота, фосфора и серыЭкономический эффект у потребитев ферросплаве на основе хрома, крем-ля за счет улучшения качества стали

ВИЯ и углерода, полученном по из-при использовании ферросплава, полувестному способу составляет соответ-ченного по предлагаемой технологии,

ственно, вес.%: 0,024, 0,023 и 0,032,составит as 33 руб, на кажпо предлагаемому способу - 0,02-5 дои тонне использования ферро0,004, 0,008-0,011. сплава.