Способ рафинирования ферросилиция от алюминия Советский патент 1990 года по МПК C21C7/00 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству ферросилиция, используемого для изготовления модификаторов чугунного литья, характеризующихся пониженным содержанием алюминия и кальция.

Целью изобретения является снижение потерь сплава.

Способ заключается в том, что грануляцию ферросилиция ведут в окислительной атмосфере, затем расплавляют и после нагрева расплава на 50-150 С выше температуры ликвидус скачивают шлак, после чего нагрев продолжают.

При гранулировании Ферросилиция в окислительной атмосфере, например на воздухе, примеси Al, Ca, Ba, Mg, находящиеся в расплаве, активно окисляются кислородом воздуха, образуя на поверхности гранул пленку, содержащую оксиды А1а03, СаО, ВаО, MgO. Внутри гранулы остается минимальное количество примесей. Окислению способствует диффузия атомов примесей на поверхность гранулы при резком снижении температуры металла в ходе грануляции. При нагреве расплава до температуры превышающей температуру ликвидус менее чем на 50 С, не происходит достаточно полного разделения металла и шлака, что увеличивает потери металла при удалении шлака и загрязняет расплав примесями, восстанавливаемыми из шлака при последующем нагреве. Три нагреве до температуры, превышающей температуру ликвидус более чем на J50°С сплав загрязняется примесями, переходящими из шлака.

01

0

о ел

После образования шлакового слоя его удаляют известными методами, например скребками. Количество шлака невелико и составляет всего 0,5-1,5% от массы расплава, т.е. в 10-20 раз меньше, чем по известному способу, что снижает потери металла со шлаком. Кроме того, отпадает необходимость в расплавлении и нагреве большого коли- чества шлака, для приготовления которого необходимы дополнительные специальные материалы с низким содержанием оксида алюминия.

Пример. Расплав 65%-ного фер- росилиция состава,мае.%: Si 66,3, А1 1,9, Са 0,6 - из рудно-термической печи выпускали в ковш, установленный на грануляционной установке.

Расплав через копильник и желоб направляли к водяным форсункам, где он разбивался в атмосфере воздуха на гранулы, которые попадали в бак с проточной водой. Из бака гранулы трей фером загружали в банки со щелями в днище для стекания воды и сушки.

Химический состав полученных гранул, мас.%: Si 65,9, А1 1,3, Са 0,3.

Полученные гранулы в количестве 1,5 т загружали в ванну электропечи мощностью 3200 кВт, включали печь и опускали электроды до зажигания дуги. По мере проплавления колодцев гранулы подгребали к электродам, не допуская перегрева расплава. Темпера- туру расплава замеряли погружной термопарой.

Температуру ликвидус 65%-ного ферросилиция составляет 1250°С, поэтому при температуре расплава 1300-1400 С, что на 50-150°С выше , печь выключали и образовавшийся вязкий шлак сгребали скребками и удаляли из печи После этого печь снова включали, перегревали расплав до температуры 1420-J500°C, обеспечивающей условия разливки металла, и выпускали расплав через летку печи в чугунную изложни- цу.

При осуществлении рафинирования по известному способу в ванне печи предварительно расплавляли 0,2 т силикатного шлака (50% SiO, 34% СаО, 13% MgO), после чего в шлак отдельными порциями вводили гранули 65%-ного ферросилиция, полученные в атмосфере азота на опытной грануляцион

,

о 5

п

5

ной установке. Одновременно в шлак вводили карбид кремния в пределах 1-10%(на 500 кг гранул введено 25 кг т.е.5% карбида кремния). Металлический расплав выпускали через летку с отсечкой шлака.

Результаты опытных плавок приведены в таблице.

Как видно из приведенных в таблице данных, снижение потерь сплава по сравнению со способом-прототипом достигается при рекомендуемых параметрах. Кроме того, при последующем нагреве расплава (после удаления шлака) до температуры менее чем на 170°С выше температуры ликвидус, резко возрастают потери металла в виде настылей на стенках печи, а нагрев до температуры,превытающий более чем на 250°С температуру ликвидус нецелесообразен, так как удельный расход электроэнергии увеличивается, а потери металла не снижаются. При плавке без удаления шлэка (опыт 12) даже при рекомендуемых температурных режимах увеличивается1 содержание примесей в сплаве.

Использование предлагаемого способа позволяет уменьшить затраты на производство рафинированного метаппа{ увеличить выход годного, упростить технологический процесс, исключить гранулирование в атмосфере азота, обработку шлаком.

Кроме того, полученный металл характеризуется пониженным (до следов) содержанием кальция, бария, магния.

Формула изобретения

Способ рафинирования Ферросилиция от алюминия, включающий гранулирование жидкого сплава, последующее расплавление полученных гранул, перегрев райшава до температуры на 170- 250°С выше температуры ликвидуса, отлич ающийся тем, что, с целью снижения потерь сплава, гранулирование жидкого сплава ведут в окислительной атмосфере, при расплавлении гранул металл нагревают до температуры на 50-150°С выше температуры ликвидуса, при этой температуре удаляют шлак, после чего нагрев продолжают .

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству ферросилиция, используемого для изготовления модификаторов чугунного литья, характеризующихся пониженным содержанием алюминия, кальция. Цель изобретения - снижение потерь сплава. Предложено гранулирование ферросилиция производить в окислительной атмосфере, а при нагреве расплава до температуры на 50-150°С выше температуры ликвидус удалять шлак. По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет в 3-4 раза снизить потери сплава при одновременном получении остаточного содержания алюминия не выше 0,45% и кальция до следов. 1 табл.