Способ выплавки углеродистого феррохрома Советский патент 1990 года по МПК C22C33/04 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к вьпитавке углеродистого феррохрома с содержанием углерода ниже 8,0% и серы ниже О,06%о

Цель изобретения - повышение качества за счет одновременного снижения содержания углерода, серы и повьше- ние плотности феррохромао

В отличие от известного способа предложено предварительно определять соотношение 11§0/А1.,Оз в смеси шпинелей (хромшпинелиде) руды, а затем присадкой в пшхту глинозема или пе- риклазсодержащих флюсов поддерживать соотношение MgO/Al O в шлаке равным

0,95-1,05 этого соотноше1шя в смеси шпинелей проплавляемой руды.

На чертеже показана схема реализации предлагаемого способа

Смеси шпинелей (хромшиинелиды), вьщеленные из хромовой руды, близки по составу, породосбразуюЕ(ие минералы резко отличаютсяоЭто связано с тем. что при плавлении магнезиальных руд шпинели образуют с серпентином легкоплавкую эвтектику с 1720°С, что показано на чертеже, где составу серпентина отвечает состав форстерита 2 IlgO SiOg, а пшакообразующим окислам хрог-вапинелида - состав алюмомагнепию

00

льйой шпинели . Сечение 2MgO SiO, - MgO-Al Oj представляет простую эвтектическую систему Utu ) с неограниченной растворимо- стью компонентов в жидком состоя1ши Следовательно, при электрохшавке хро- мовых магнезиальных руб образуется гомогенньш расплав (поЗо1) и отсут- СТВУ10Т твердые частицы хромшшнелида, ш а отсюда и рафинирующий рудный слои о

При плавлении РУД,, не образующих легкоплавкие эвтектики между составляющими (поз. 2), создаются благопри- ятные условия для формирования на гра-15 . нице р аздела шлак - металл слоя КЗ тугоплавких СТпд- и ь; зерен хромшпииелида, способствующего обезуглероживанию,капель феррохрома

Следовательно, для получения ферро-20 хрома с минимально, Бозможньм содер жа нием углерода необход Шо навести РУД ный слой путем предотвращения растворения хрогшпинелида хромовой руды . серпентином последнего Это достигает-2. ся вводом в шихту. глиноземсодер7кащих материалов, так как серпантин образует эвтектику, насыщаясь в основном

оксидом алюминия (поз 3), причем на- сьщение идет до достижения равенства зо весовых соотношений MgO/Al Og в серпентине и хромштинегаадвс Вьшолнение данного условия способствует равновесию шлакового расплайа с хромшпинели- дом, а последнее, будучи значитапьно 35

тугоплавким и обладая повьш1енным

удельаьв весом (4,5 г/смЗ), оседает,, образуя на границе раздела шпак - металл рафинирующий рудный.слои с

.40

Основными .серосодержащжш состав- ляюш;ими шихты углероддстого феррохрома являются кокс и вмещающая порода хромовой руды, и в случае образования рудного слоя из зерен хромшпинелида /5

С1шнается взаимодействие рудного тела с серосодержащими материалами., что

, приводит к снижению серы в феррохроме. При образовании гомогенного 71шако- вого расплава зарожр.е1ше газовой фа- 50 зы в феррохроме состава монооксида углерода по реакции

сть тел ри

ве

ст не хр ро во ни ве ру

ду с г к

Нгв.

становится невозможным вследствие .значительного ферростатического давт;ения- и оеакшш (1) протекает при вьшуске в изловши;е; поскольку кет.шл быстро

5

стьшет и га-зовые пузыри остаются в теле слитка, придавая феррохрому пористую структуру, снижая удельный

вес сплавЕо

- Наведение рудного слоя способ- ствует 1фотеканию реакции (1) в ванне печи, так как твердые частицы, хромыпинелида являются центрами за- рояздения газовой , что приводит к раскислению металла и дополнительному снижению углерода в сплаве Феррохром имеет плотную структуру э повышается удельный вес.

Содержание кремнезема в шлаке следует поддерживать (по чертежу) несколько ньше линии г5ии,арного сечения 2MgO SiOi - MgO-Al Oj вследствие того, что ниже этой линия вьшадает, свободный перикпаз и повьш ается вязкость расгшава Со снижением отношения MgO/Al O в шлаке содержание SiO надо уменьшать, а так как MgO/Ai,, в хромшпинелиде колеблется в пределах 1,48-1.,71, то кремнезем в шлаке необходимо поддерживать 26-30%.

Ылаки состава MgO/Al. ,71 и 26-30% SiO-j обладают низкой в.яз- костыо и повьшгенным электросопротивлением, что способствует глубокой посадке электродов, повьш1еншо температуры печи и, следовательно, интенсификации процесса, повышению производительности печи и извле-гнин хрома так как не образуется гомогенного рсплава серпентин - Х1эомшпинелидо

0

/5

50

-

55

В р:.альных условиях электроштавки практически трудно добиться равенства соотношения Mg к AljO з пшаке и хромшпинелиде проплавляемой хромовой руды.. Это равенство колеблется в пределах погрешностей химического анализа проб и дозирования шихтовых материалов к составляет не более +5/о, что следует учесть при реализации данного способЕо

В качестве глкноземсодержащего материала ..аиболее эффективен боксито- вьм агломерат, предотврашающий вспенивание ишаков, обладающш хорошими механическими свойствам и фракционным составом. .Агломерат содержит, /о А1,0з 58,8: FeO 18,6; SiO 14,5 CaO О 9; MgO 2,0; S 0,0160; P 0,03«

Пример. Углеродистый феррохром вьшлавляют уг :етермическим способом в рудовосстановительной печи мощностью 16,5 Шт. Шихту, содержащую хромовую руду, коксик, кварцит и бокситовый агломерат, непрерывно загружают на поверхность колошника и проплавляют Феррохром и пшак выпускают периодически (через 2,0-- 2,5 ч).

Весовое соотношение llgO/Al Oj в смеси шпинелей, выделенных из прО1шав- ленной хромовой руды, составляет 1,71 о В составе серпентина глинозем прак тически отсутствуето Необходимо навести шлаки с соотношением MgO/AlgO 1,71 и SiO - 28-30%о

в- 1 оIQ с617028 6

Технический эффект от использования предлагаемого способа следукшцсй:

повьш1ение .качества углеродистого феррохрома по содержанию углерода, серы и удельному весу металла;

использование рядовых магнезиаль- нык хромовых руд;

снижение расхода электроэнергии на базовую тонну феррохрома на 4-5%;

повышение производительности печи на А-6%, извлечения хрома на 1,5-2,5%.

Формула изобретения

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к выплавке углеродистого феррохрома с содержанием углерода ниже 80% и серы ниже 0,06%. Целью изобретения является повышение качества за счет одновременного снижения содержания углерода, серы и повышение плотности феррохрома. Предложено предварительно определять соотношение MGO/AL₂O₃ в смеси шпинелей руды, а путем присадки глинозема или периклазсодержащих материалов поддерживать соотношение MGO/AL₂O₃ при проплавлении шихты равным 0,95-1,05 этого соотношения в смеси шпинелей руды. За счет улучшения физико-химических свойств получаемого расплава и наведения "рудного слоя" по сравнению с известным способом содержание углерода снизилость на 1-2%, серы - на 0,02%, плотность повысиласть на 0,55 г/см³. 1 ил., 1 табл.

Для сравнительной оценки содержания углерода, серы и изменения плотности сплава выполнен ряд плавокс различным весовым соотношением MgO/ в шлакео

Состав шихты и результаты испытаний приведены в таблице

Наименьшее содержание углерода, серы и высокая плотность сплава наблюдается при М§0/А120з 1,71, что соответствует этому соотношению в смеси шпинелей проплавляемой хромовой

РУДЫо

При Ilg0/Al203 1,71 в шлаке содержание углерода в металле на 1,8% ниже, чем при KgO/Al-203 2,65, содержание серы снижается на О,02%,плотность сплава повышается на 0,55 г/см,

Известный 1000 250 40

43,79 16,53 33,465,65 2,6570,6 9,1 0,064 6,28

43,81 16,22 34,154,79- 2.7070,1 9,56 0,071 6,24

42,5 16,47 33,86,24 2,5869,3 8,86 0,067 6,39

Преола- гаемый

I 1000 250 20 30

21000 250 25 80

31000 250 20 30

Способ выплавки углеродистого феррохрома, включающий загрузку в печь хромовой руды совместно с углеродистым восстановителем, проплавление в

присутствии флюса, выпуск металла и шлака в ковш, отличающийся тем, что, с целью повьппения качества за счет одновременного снижения содержания углерода, серы и повьш1ения

плотности феррохромао; дополнительно определяют отношение оксида магния к оксиду алюминия в хромсодержащей час- Ти руды, а в качестве флюсов используют глинозем или першспаз, которые

вводят в печь в количестве, обеспечивающем после проплавления соотношение оксида магния к оксиду алюминия, равное 0,95-1,05 от их отношения в хромсодержащей части руды

MgO-SiOi

2МдО-ЗЮг 1

I I ,61,711.8 1,0

AlzOs SSiOf

3Mi03-23iOi