Способ выплавки хромсодержащей шихтовой заготовки Советский патент 1989 года по МПК C21C5/52 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке хромсодержащих Шихтовых заготовок в дуговых сталеплавильных печах.

Цель изобретения - увеличение выхода годного металла, повышение степени извлечения легирующих элементов и сн1скение себестоимости.

Отсевы феррохрома получают при магнитной сепарации отвальных шлаков производства низкоуглеродистого феррохрома силикотермическим методом.

Состав магнитных отсевов производства феррохрома: СаО 50-52; SiO

25-28; MgO 8-12; Сг,,0з 3-7; Or 2-7; остальное. В отсевах производства феррохрома остаточный хром входит в состав трудновосстанавливаемой шпинели MgO Cr Os, растворимость которой повышается с добавкой SiOi. Восстановление оксидов хрома за счет углерода увеличивается с добавлением S10г. Поэтому для снижения температуры плавления шлака, получения стабильно высокой скорости восстановления оксидов хрома в систему ввели отсевы теплоизоляционной шихты печей графитации (содержание углерода 77%, золы 23%, которая вносит SiOi30%, Sic 5%), Присадка в

сл ю

ОО

печь 10-15 кг/т углеродсодержащих материалов совместно с магнитными отсевами производства феррохрома обеспечивает наиболее полное восстановление хрома, способствует образованию окиси углерода , что сни-: жает окислительный потенциал печной атмосферы, уменьшает .угар легирующих элементов. Восстановление окиси хрома углеродом идет, по реакции + ЗС 2Сг + ЗСО.Теоретическая температура начала реакции составляет IZAO G.

В зоне распада электродов при температуре вьше 1240°С окись хрома полностью восстанавливается твердым углеродом.

Кроме того , введение смеси магнитных отсевов производства феррохрома и-отсевов графитадаи, содержащих карбид кремния, который находится в виде включений в реликты кокса, в зону распада электродов, дает лучшее вспенивание шлака, что обеспечивает снижение потерь металла испарением, более стабильное горение дуги, боле е быстрый нагрев металла, снижает перегрев футеровки печи.

При введении в печь углеродсодержащих материалов менее 10 кг на 1 т завалки восстановление оксидов хрома протекает медленнее, снижается образование окиси углерода, увеличивается окислительный потенциал печной атмосферы , что приводит к увеличению потерь легирующих элемен- :тов, снижает эффективность использования магнитных отсевов производ- 1ства феррохрома, .

Повьппение расхода углеродсодержащих материалов выше 15 кг/т не приводит к значительному изменению скорости восстановления, дальнейшему возрастанию количества восстановленного хрома.

Отсевы графитации, содержащие в своем составе карбиды кремния в виде включений в реликты кокса, разбивают хромшпинелидьь вспенивают шлак, ускоряют нагрев металла, обеспечивают более раннее шлакообразование, создают восстановительную атмосферу в печи, что в конечном счет приводит к увеличению степени извлечения легирующих элементов.

Содержание отсевов производства феррохрома в 5-10 раз больше чем уг леродсодержащих материалов позволя0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ет более эффективно использовать . хромсодержащие отходы. Количество отсевов производства феррохрома на плавку определяется требуемой основностью шлака и исходным содержанием кремния в металле шихты. Присадка в печь, после расплавления завалки, магнитных отсевов производства феррохрома в количестве 50-150 кг на 1 т шихты способствует образованию шлака основностью 1-1,5, снижает потери легирующих элементов. Магнитные отсевы производства феррохрома, содержащие 50-52% СаО, имеют температуру плавления много ниже температуры плавления извести. Цена 1 т отсевов производства феррохрома ниже цены 1 т извести на 20 руб. Кроме того, отсевы, содержащие мелкие корольки феррохрома, окислы хрома, являются дополнительным источником поступления хрома в металлоших- УУ, Присаживаемые в смеси с отходами графитации в зону распада электродов магнитные отсевы производства феррохрома, находясь в высокотемпературной зоне, быстро расппавляются Окислы хрома, взаимодействуя с углеродом, восстанавливаются. Раннее шлакообразование и восстановительная атмосфера в печи предохраняют легирующие элементы от окисления.

Таким образом, проявляются сле- дукщие свойства:

ранее 1 1пакообразование пенистого шлака, имеющего пониженную температуру плавления;

применение недорогих материалов, позволяющих заменить дефицитный плавиковый шпат, а также известь смесью флюсов, содержащих хром;

смесь электропроводна, легкоплавка, дешевле извести, вносит дополнительно хром и окислы хрома, при этом используются отвальные шлаки, т,е, создается малоотходная технология выплавки шихтовой заготовки.

Перед выпуском металла из печи окислы легирующих элементов восстанавливаются из шлака введением порошка отсевов графитации, которые имеют в своем составе карбид кремния, но не в свободном виде, а в виде включений в реликты кокса, что обеспечивает более высокую степень вос- станрвления легирующих элементов. Используемые на раскисление отсевы графитации обладают большей восста

новительной способностью, имеют болшую насыпную массу, чем кокс, уголь что также положительно отражается на степени извлечения легирующих, обеспечивает более полное восстановление.

Введение в печь при температуре металла 1530-1580°С 3,0 кг отсевов графитации позволяет восстанавливат в среднем 3,5 кг хрома. При присадке на пшак менее 3 кг/т отсевов гра фитации ухудшаются кинетические условия восстановления окислов из шлака, что приводит к увеличению потерь легирующих элементов. Повышение расхода отсевов графитации выше 5 кг/т не приводит к дальнейшему увеличению степени извлечения хрома

Раскисление шлака отсевами графитации, которые.вводят в печь одновременно углерод и карбид кремния, способствует разрушению хромшпинели дов и разжижению шлака; снижает содержание CrijO с шлаке до 3%; умень- шает массу шлака в 2-3 раза, что обеспечивает увеличение извлечения легирующих элементов,,

При температуре металла ниже 1530°С увеличивается вязкость шлака, его физико-химические свойства ухудшаются, что приводит к снижению степени извлечения хрома.

Повышение температуры более приводит к тому, что продолжительность плавки увеличивается, содержание з шлаке возрастает

При раскислении шлака продолжительностью менее 5 мин не успевает ;прореагировать весь присаженный уг- лерод со держащий материал,- что снижает извлечение хрома.

При раскислении шлака более 10 мин неоправданно увеличивается про- должительность плавки.

Предлагаемый способ ресурсосберегающей технологии выплавки хром- содержащей шихтовой заготовки позволяет: вовлечь в производство ранее не используемые отсевы производства феррохрома и отсевы теплоизоляционной шихты печей графитации, что увеличивает степень извлечения хрома, повысить выход годного металла, а также снизить себестоимость готовой продукции.

Это подтверждается опытно-промышленными плавками, которые проводили в дуговой сталеплавильной печи при

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

выплавке шихтовой заготовки Б26, В печь загружали 1,5 т стружки. После | проплавления завалки в зону распада электродов вводили смесь из 20 кг отсевов графитации и 180 кг магнитных отсевов производства феррохрома. Загрузив с первой подвалкой 1,4т стружки и проплавив ее, в печь вводили еще 30 кг отсевов графитации и 180 кг магнитных отсевов производства феррохрома.

После расплавления всей заваленной в печь с пятью подвалками стружки , 5 т) и нагрева расплавленнЪго металла до 1540° С на шлак присаживали 30 кг порошка отсевов графитации Через 7 мин металл выпускали в ковш.

Химический состав шлака перед выпуском из печи металла шихтовой заготовки Б26 по известной и предлагаемой технологии приведен в табл.1,

Результаты, полученнью по предлагаемому и известному способу выплавки шихтовой заготовки Б26, приведены в табл,2.

Анализ данных, приведенных в табл,1 и 2, показывает, что использование предлагаемого способа выплавки шихтовой заготовки обеспечивает по сравнению с известным следующие преимущества: уменьшается в шлаке количество окислов хрома с 2А до :10,3%, окислов марганца с 9,2 до 4,2%, извлечение хрома увеличивается на 8,. никеля на 3%, выход годного (жидкого) металла увеличивается на 5%,

Формула изобретения

Способ выплавки хромсодержащей шихтовой заготовки, вклгочанлций порционную загрузку стружки, введение смеси углеродсодержащих и шлакооб- разующих материалов в измельченном виде при соотношении 1:(5-10} после расплавления завалки и каждой после- дунядёй подвалки, раскисление шлака углеродсодержащими материалами, о т- личающийся тем, что, с целью увеличения выхода годного металла, йовышения степени извлечения легирующих элементов и снижения себестоимости, в качестве углеродсодер- жащих материалов используют отсевы графитации в количестве 10-15 кг на 1 т завалки, в качестве шлакообразую-щих материалов - отсевы магнитной сепарации отвальных шлаков производи ства ннэкоуглеродистого феррохрома, при этом всю смесь указанных материалов дают в зону распада электродов, а за 5-10 мин до выпуска температуру металла доводят до 1530- и раскисляют шлак отсевами графитации в количестве 3-5 кг на 1 т всей металлозавалки,

Т а б л и ц а 1

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке хромсодержащих шихтовых заготовок в дуговых сталеплавильных печах. Цель изобретения - увеличение выхода годного металла, повышение степени извлечения легирующих элементов и снижение себестоимости готовой продукции. Отсевы графитации в количестве 10-15 кг/т совместно с отсевами магнитной сепарации отвальных шлаков производства низкоуглеродистого феррохрома при их соотношении 1:(5-10) дают в зону распада электродов после завалки и каждой подвалки. За 5-10 мин до выпуска температуру металла доводят до 1530-1580°С и раскисляют шлак отсевами графитации в количестве 3-5 кг/т. Использование изобретения позволяет увеличить извлечение хрома на 8% и выход годного на 5%. 2 табл.

Сникается восст.хрон Неоправданно увеличенный расход отсею гря4 таиин Уаеппчнваптся потери хроме, никеля Снижается выход годного ,

л Снижается извлечение хроме, выход годного негалла.

Таблица