Шихта для выплавки модификатора с редкоземельными металлами Советский патент 1990 года по МПК C22C33/04 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке модификаторов для производства высокопрочного чугуна и качественной сталио

Цель изобретения - повьшение модифицирующей и раскислительной способности модификатора и его удешевление

Предпагаемая шихта для вьшлавки модификатора с редкоземельными металлами содерж11т окислы редкоземельных ме- TajmoB, фторид кальция, отсевы подготовки вторичного а.тао1.1иниевого сырья, порошкообразный отход известнякового карьера, отсев обожженного долом11та и порошок илама производства электролитической двуокиси марганца при следующем соотношении компонентов,

Окислы редкоземельных

металлов 0-27

Отсевы подготовки вторичного, алюминиевого

сырья30-35

Порошкообразный отход

известнякового карьера 10-25

Отсев обожженного дологетта4-14

Фторид кальция1-2

Порошок шлама производ- . ства электролитической

двуокиси марганца 20-22

Пример, Готовят несколько составов шихт, из которых выплавляю т модификатор с редкоземельны щ металлами. Фракционный состав всех шихтовых

О)

о

ND

QD

10

15

7.0

25

омпонентов берут в том виде, в кото- oM ОНИ получаются в процессе основого производства, .т,е, без дополни- ельного измельченияс При этом фрак- ионный состав от севов подготовки вторичного алюминия составляет 0-8 мм, а остальных материалов - в.пределах

0-3 ммс

Ниже приведен- зшмнческий состав

шихтовых материалов.

Окислы редкоземельных «ета-ллов,

.

Отсевы подготовки вторичного алюминиевого сырья

Отсев алюминиевой стружш / 26-52-82), масс %:/1 f-f Sx 5,6; MgO,35; Zn:1,9:.Ni 1.2; Ш 0,26 Fe 14-15; остальное окисль le, AJИ ДР о.с с /, л°/

Металлургический -выход

Крупность не более 3 мм,

Отход отсева вторичного атшминне- вого сьфья, масо %: А1 23-30; S. 6,20;MgO,20; Zn.O,80;.lUO,87: . О 16; 15-18; о.стальное окислы I-e, А1 и другие элементы.

Металлургический выход 2it-Jи/о. . . Содержание, класса минус 0,1 мм зо

15-20%о

Содержание металлического алюми

нйя в классе 0,1 мм 30-3.5%с Отход, отсева вторичного алюминиевого сьфья не удовлетворяет ТУ 48-26-52-82 и кред- ставляет Н8конл,и1-Щонный отход отсева вторичного алюминиевого сырья.

Порошкообразньш отход нзвестняко-. вого карьера, мае. %. f ,° . 54,00; MgO 0,62; 1,38; le 0,.. Р 0,057; ПШ 42,60

Известняк, добываемьш в карьере, используется в продессах агломера дш.. доменного, сталеплавильного и сплавного произв9дства. При этом сог

ласно ОСТ 14-17-1.99-8-6 кругшость кус .ков должна быть в предел- ах 5-3и т,

Пот)ош-кообразным отходом назьшамт «..- вГтняк, содержа й в основном фр акции менее 3 Такой известняк, не дотз . летворяю.ш условиям-ОСТ и не имеюь и ТУ, является отходом известнякового карьера с

ос

эл

Si Mg

3;J

СО

ча че л

ш

м -я

55

45

Порошок юлана производства, элект ролитической двуокиси марганца (3/11). нас %: МП 20,50-26,60; S-i. S; 8,3; СаО 4,80; Hi 0,20; Fe О, ЗИО; 1ьОз 4,60; MgO 1,20; Р 0,30-:

0

15

7.0

25

зо

е

. ..

..

с

- ции тз . и

остальное сульфиды и окислы других

элементово

Отсев обоженного доломита, мас,%: SiOg 2,00; 2,0; , 0,30 MgO 36,00; CaO 55,00; 2,20;

3;J

т ). b 0-:

СОз 2,50

Доломит обжигают в барабанных печах, после отжига рассеивают Фракцию более 3 мм используют в металлургических производствах, а фракция менее 3 мм является отсевом обожженного доломита и не имеет ТУ

Составы предлагаемой и известной шихты приведены в табл. К

Подготовленные к плавке шихтовые материалы засыпают в бункера дозировочного устройства, откуда при помо- щи питателей 1ши самотеком их подают в мерник, установленный на весах. Взвешенные материалы подают в смеси- -яель, где шихту перемешивают в.-.тече- ние 5-7 мин. Тщательно перемешанную шихту засьщают в графитовый тигель индукционной печи, емкости 2 т. Предварительно тигель нагревают до 950 - После заполнения тигеля ших печь отключают и через 3-5 мин начинается экзотермический процесс. Экзотермический период продолжается в среднем 15 мин, в момент затухания экзотермического процесса печь включают для подаержания температуры с целтью усредг.ения химического состава и полного разделения металла и шлака Этот период доводки продолжает- .. яе более 10-12. мин« По окончании периода доводки схшав вместе со нша- ком яыпуекают в кокшшо Весь процесс с моментй загрузки шихты в тигель до загрузки новой порции продолжается

25-27 мино

После остьшания сплава кокиль переворачивают. Слиток легко отделяет- „д от стенок 1 окиля. Поверхность ме чистая, без пленок ишака. Ша- .овьй слой-на верхней части слитка ;ач.гфикатора отделяется от последнего бе , дополнительной механической об- тзяботки. сплава 46-47%. Химический.состав модификатора и

паяные по извлечению элементов кз предлагаеь:ой и известно. тшхты приведены в табл. 2.

AHajms результатов проъмиленногс 55 испытания показал, что переработка

предлагаемой 1шхты позволяет по.гтучить модификатор с иироки - профилем моди- фмцирования и раскисления, так как

45

предлагаемая шихта дает возможность ввести в сплав с РЗМ такие элементы, как марганец, магний, а также повысить содержание алюминия до 28% по сравне- йию с 20% в известном, Одновременно получают модификатор с низким содержанием кремния .(13% по сравнению с 53% в известном)о Получаемьй- модификатор

влечения элементов. При содержании шихте 26% порошкообразного отхода и вестнякового карьера нет возможнос получить гомогенный шлак, появляют нерасплавленные очаги и для расплав ления этих очагов требуются дополни тельные затраты электроэнергии, кро того, воестановлениьй кальций окисне рассьшается на воздухе и не требует д ляется кислородом воздуха и шихтоГТТРТТЪТЛ т атл1.т тттта- гптч t iyt-trrf -nrr -r-r-

специальной тары для транслортировкн. Размеры слитка очень гибко регулирзгют- ся в зависимости от технологической необходимости Предлагаемый состав шихты позволяет получить модификатор с РЗМ при низком содержании кремния и при меньших материальных затратах„

При выходе за рекомендуемые в «изобретении пределы содержания в ш-гхте исходных шихтовых материалов резко снижаются технологические показатели, получения сплава

При содержании в шихте менее 10% окислов РЗМ, например.9%, наряду с

20

вых материалов„

Отсев обожженного доломита при с держании в шихте менее предлагаемог например 3,0%, не дает возможности извлечь значительное количество Mg из шихты, кроме того, полученный сп трудно отделяется от шпака и требуе дополнительной механической обработ При содержаншт 25,0% отсева обожжен ного доломита ухудшаются свойства шлака„ Шлак становится гетероген1а1М и за 1етио снижается его активность, что приводит к значительному сшше- нио восстановлення элементов из тих

. ,..ij. i- vjv-v, л tiJ.Uw jo-Ti jT.. Jicf-icrl i иъ ЛЗ ШИ

быстрым восстановлением еще до завер- 25 ты и сниженшо извлечения всех эле40

шения процесса развивается окисление РЗМ кислородом атмосферы и оксвдными составляюшдми пихты, что обуславливает снюкение содержания РЗМ з сплаве

При содержании в шихте окислов РЗМ более 27%., например 28% РЗМ, их извлечение из модификатора уменьшается, что вызвано ошлакованием сое-дине НИИ РЗМ при nepeJiaci.aaeHHH ими пихты„ Это приводит к потерям РЗМо

Отсев подготовки вторичного агао- миниевого сырья является ззрсстанови- телем к источником сипоминня в модификаторе,. При содержакил в .шихте ниже заявляемогоJ 29%, отсена

подготовки ВТОрИЧ1 ОГО )Г(1

сырья не обеспечивается высокая степень извлечения всех - лементов„ В сплав переходит всего 20% А, л также процесс затухает, образуются ненро- плавлезшые зоны,. Если отсевов подготовки зторично -о алюминиевого сырь.я В шихте содержится 36%, про7десс идет излииие бурно, с больнпши вь бросами, извлечение основны:: элементов уменьшается кз-за выбросов и угара при высокой температ-з. процесса„

Поро. лкообразный отход известнякового карьера является игасовььм компонентом шихты, а таюле к.альц1-1йсод,ержа- щнм матер нал ом о При. содержании в шихте этого материала а количестве 9% шлак станозигск вязким, неактивным и пе обеспе-гивает высокую степень из.30

35

ментов сплава о При содержании в ших фторида кальция 0,5% нет возможност создать )щцконодвшкны1 г ишак, что пр к уг- еньшегапо извлечения всех элементов из шихты, сплав трудно от деляется 011 шлака, в шлаке образует ся большое количество вюпочений корольков сплава до 3-5%о Это приводи к нотерям сплава о Содержание в пред л,1гаемой шихте 2,5% фторида калыщя практически не рлияет на состав мо- дифи ;атора и не увеличиззает извлече ния элементов, ня Ц1гхты .

р м у л а

зоб

р е т Iи я

45

50

Шихта для выплавки модификатора с редкоземельны и моталла в1, со.держа- щая окислы редкоземельных метшшов, .алюминиГ.содержаилн aтepиaJт, к;.шьций содерлсамд (Jxnrac, магнийсодержали ма терИсП, фто)ид гса.г1Ы,ия, о т л и ч а ю ji.i, а я с я тем, что, с цел.ыо новы- шеш-fjT мод.ифи Л1ру|. и 1асклслите.т1Ь- Hoii способнос п: модификатора и его удешевления, она содержит з качестве Л10м;-1: 1ИЙС од ..-.;ai:i;c г о :ма т ер нала отс евы под,гото7зки вторт.-гного а.гао;- иниезого сырья, л качестве ка т-лщйсодержащего флюса - поро):гкообраз;1ьш отход извест някового карьера, и качестве магнийсодержащего 5aтepиш a - отсев обожженного доломита и дополнительно со- дер. нсит порошок шлама производства

влечения элементов. При содержании в шихте 26% порошкообразного отхода известнякового карьера нет возможности, получить гомогенный шлак, появляются нерасплавленные очаги и для расплавления этих очагов требуются дополнительные затраты электроэнергии, кроме того, воестановлениьй кальций окисляется кислородом воздуха и шихто

0

вых материалов„

Отсев обожженного доломита при содержании в шихте менее предлагаемого например 3,0%, не дает возможности извлечь значительное количество Mg из шихты, кроме того, полученный сплав трудно отделяется от шпака и требует дополнительной механической обработю При содержаншт 25,0% отсева обожженного доломита ухудшаются свойства шлака„ Шлак становится гетероген1а1М и за 1етио снижается его активность, что приводит к значительному сшше- нио восстановлення элементов из тих..ij. i- vjv-v, л tiJ.Uw jo-Ti jT.. Jicf-icrl i иъ ЛЗ ШИ

5 ты и сниженшо извлечения всех элеты и сниженшо извлечения всех эле

ментов сплава о При содержании в шихте фторида кальция 0,5% нет возможности создать )щцконодвшкны1 г ишак, что при- к уг- еньшегапо извлечения всех элементов из шихты, сплав трудно отделяется 011 шлака, в шлаке образуется большое количество вюпочений корольков сплава до 3-5%о Это приводит к нотерям сплава о Содержание в пред- л,1гаемой шихте 2,5% фторида калыщя практически не рлияет на состав мо- дифи ;атора и не увеличиззает извлечения элементов, ня Ц1гхты .

р м у л а

зоб

р е т Iи я

5

0

Шихта для выплавки модификатора с редкоземельны и моталла в1, со.держа- щая окислы редкоземельных метшшов, .алюминиГ.содержаилн aтepиaJт, к;.шьций- содерлсамд (Jxnrac, магнийсодержали ма- терИсП, фто)ид гса.г1Ы,ия, о т л и ч а - ю ji.i, а я с я тем, что, с цел.ыо новы- шеш-fjT мод.ифи Л1ру|. и 1асклслите.т1Ь- Hoii способнос п: модификатора и его удешевления, она содержит з качестве Л10м;-1: 1ИЙС од ..-.;ai:i;c г о :ма т ер нала отс евы под,гото7зки вторт.-гного а.гао;- иниезого сырья, л качестве ка т-лщйсодержащего флюса - поро):гкообраз;1ьш отход известнякового карьера, и качестве магний. содержащего 5aтepиш a - отсев обожженного доломита и дополнительно со- дер. нсит порошок шлама производства

электролитической дауокис при следующем соотноиении тов, мас« %s

Окислы редкоземельных

металлов

Отсевы подготовки вторичного алюминиевого сырья

8

Порошкоббразный отход

известнякового карьера .

Отсев обожженного долемида

фторид кальция

Порошок шлама производства электролитической двуокиси марганца

10-25

4-14 t-2

10

Таблица 1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке модификаторов для производства высокопрочного чугуна и качественной стали. Цель - повышение модифицирующей и раскислительной способности модификатора и его удешевление. Шихта для выплавки модификатора с редкоземельными металлами содержит, мас.%: окислы редкоземельных металлов 10-27

отсевы подготовки вторичного алюминиевого сырья 30-35

порошкообразный отход известнякового карьера 10-25

отсев обожженного доломита 4-14

фторид кальция 1-2

порошок шлама производства электролитической двуокиси марганца 20-22. Использование шихты позволяет выплавлять модификатор, содержащий 10-13% марганца при содержании в нем кремния 10-11%, повысить извлечение основных компонентов в сплав. 2 табл.

Химический состав модификатор а,мае о %

Извлечение основных элементов,%.

Шихта Химический состав ««..-.i .-,

;;;;;етзфГГсГ т;7;м1 « J l±Li-Jtii Т 1о Го75о 2Г1ГГ Ос.аль-95 . 85 86 96 33 „5 64

25

37

10

10

Таблица

Извлечение основных элементов,%.

.-,