Способ удаления меди из расплава чугуна и стали Советский патент 1985 года по МПК C21C1/04 C21C7/00 

4

эо

00

ГС Изобретение относится к металлургии, а именно к технологии рафинированных черных металлов от меди, например вторичных черных металлов, медистых чугунов, сталей. Известен способ рафинирования расплава черных металлов от меди, включающий ввод в расплав обезвоженных серусодержащих метериалов в потоке газоносителя и восстановителя. В качестве серусодержащих соединений используют сульфаты, сульфиды и суль фиты щелочных и щелочноземельных металлов, а также сульфат железа. Эти материалы подают в расплав черных металлов в потоке кислорода или , воздуха, содержащем пылевидный углерод при соотнощении углерода и кислорода 5:2 СОНедостатком данного способа удаления меди является наличие окислительного потенциала газовой фазы, содержащей кислород, что обусловливает диссоциацию сульфатов с образованием окислов металла и двуокиси серы. Двуокись серы устанавливается металлическим расплавом, что повьшает содержание серы в металле. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ, включакицир расплавление металла и нагрев его вьше температуры ликвидуса, вьтуск в ковш, оборудованный крышкой для уменьшения выбросов металла из ковша во время процесса обезмёживания и защиты атмосферы от выбороса сернистных соединений и нат риевого пламени. В ковш подают щлако образующук смесь, состоящую из серусодержащих соединений щелочных и щелочноземельных металлов с восстановителем - коксом или графитом. В результате восстановления сульфатов щелочных металлов образуется йульфидный шлак. Жидкий металл, содержащий медь, выдерживают под этим шлаком при атмосферном давлении воздуха или инертного газа в течение ,времени, необходимого дпя более полного удаления меди из железного расплава, после чего шлак и металл разделяют 23. Недостатками известного способа удаления меди является значительный переход серы из щлака в металл, что вызьшает необходимость проведения де сульфации металла. ВыделяюврШся в результате диссоциации оксид натрия разъедает футеровку ковша, что приводит к более частым ремонтам ковша, увеличивая расход огнеупоров на 1 т рафинированного металла, тем самым удорожая процесс. Цель изобретения - повьшение производительности процесса, качества металла и стойкости футеровки ковша. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу удаления .медИ из расплава чугуна и стали, включающему расплавление и перегрев металла в плавильном агрегате, выпуск в ковш и подачу серусодержащих соединений щелочных металлов, одновременно с подачей серусодержащих соединений в ковше создают избыточное давление 2-20 ати двуокиси серы или нейтрального .газа. Нижний предел давления соответствует обезмеживанию чугунов с содержанием углерода более 4%, так как процесс удаления меди ведут при 13501400 С, а при этих температурах диссоциация сульфатов и сульфидов щеючных металлов уменьшается при давтении двуокиси серы или нейтрального газа, равном или более 2 атм. Верхний предел 20 ати соответствует обезмеживанию сталей с содержанием углерода менее 0,05%, поэтому необходимо проводить процесс при 15501600 С, а при этих температурах диссоциация сульфатов и сульфидов щелочных металлов уменьшается при достижении давления двуокиси серы или нейтрального газа 18-20 ати. Кроме того, при .§олее высоком давлении двуокиси серы металл начинает поглощать серу из атмосферы. Предлагаемый способ удаления меди из расплава чугуна или стали осуществлен в лабораторной печи МВП-4, незначительно переделанной для создания избыточного давления. Опыты с чугуном проводят в графитовых тиглях. Чугун с содержанием меди 1% и серы 0,03% плавят в печи и его температура доводится до 1350С. По достижении указанной температуры в печь через щлюзовую камеру подают сульфат натрия со стехйометрически необходимьтм для его восстановления до сульфида натрия углеродом. Одновременно с подачей щлакообразующей смеси в печи создают давление 2 ати двудкиси серы. Металл под шлаком выдерживают в течение 10 мин, после чего печь разгерметизируют и металл отделяют от шлака. Садка тигля по металлу составляет 100 г. Сульфат натрия подают в количестве 17г.

Очищенный от меди чугун содержит меди 0,65%, серы 0,045 - 0,050%. Такой чугун не требует в дальнейшем г. операции десульфурации, а это сутцест венно повышает производительность процесса и исключает применение дорогих десульфатов, например магния или известково-глиноземистых смесей, при последующем переделе чугуна в сталь.

Опыты со сталью проведены в алундовых тиглях. Сталь с содержанием меди 1% и серы 0,03% плавят в печи и ее температуру доводят до , содержание углерода в стали 0,043%. По достижении указанной температуры в печь через шлюзовую камеру подают сульфат натрия с углеродом. Одновременно с подачей шлакообразующей смеси в печи создают давление

20,0 ати двуокиси серы. Металл под шлакбм выдерживают 10 мин, после чего печь разгерметизируют и металл отделяют от шлака. Садка тигля по металлу составляет 100 г. Сульфат натрия подают в количестве 17 г. Оч щенная от меди сталь содержит меда 0,70%, серы 0,15-0,20%, т.е. меньше чем по известному способу (0,24- , 0,10%), что требует меньшего количества десульфуриэаторов для приведения стали в кондиционное по сере состояние.

На предлагаемый процесс требуется шлака в 1,1-1,4 раза меньше, чем на известный, что удешевит процесс получения очищеннаго от металла. Подавление диссоициации сульфатов и сульфидов уменьшит поступление в газовую фазу окиси натрия, что позволит повысить стойкость фу теровки.

Аналогичные результаты получения при использовании вместо двуокиси серы нейтральных газов, например аргона.

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ МЕДИ ИЗ РАСПЛАВА ЧУГУНА И СТАЛИ, включающий расплавление и перегрев металла в плавильном агрегате, выпуск в ковш и подачу серусодержащих соединений щелочных металлов, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, качества металла и стойкости футеровки ковша,, одновременно с подачей серусодержащих соединений в ковше создают избыточное давление 2-20 яти двуокиси серы или нейтрального газа.