Способ выплавки лигатуры Советский патент 1991 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам выплавки ферроникелевых лигатур с использованием вторичного сырья,

Цель, изобретения - повышение стабильности и магнитных свойств отливок за счет рационального использования кобальта, меди и серы.

В состав шихты вводят отходы, содержащие кобальт и медь, и сернистые соединения в количестве, обеспечивающем 1-5 кг серы на 1 т шихты. Отходы, содержащие кобальт и медь, вводят в соотношении 25-100 кг кобальта и 10-30 кг меди на 1 т аккумуляторного лома. Если же в качестве твердого окислителя используют железную окалину, то эти отходы вводят в соотношении 25-120 кг кобальта и 8-40 кг меди на 1 т железной окалины.

Введение кобальтовых отходов в состав шихты позволяет их эффективно перерабатывать по простой технологической схеме. Однако, если присаживать более 100 кг кобальта с отходами на 1 т аккумуляторного лома, используемого в качестве твердого окислителя, то потери кобальта за счет окисления резко возрастают. Так как железная окалина более елаО5

ю

со

GO Ј

бый окислитель по сравнению с гидро- окисными соединениями из аккумуля- торного лома, то возрастание угара кобальта начинается при введении более 120 кг кобальта на 1 т окалины железа. Если же кобальта будет менее 25 кг на 1 т аккумуляторного лома либо железной окалины, то слишком мало кобальтовых отходов будет пере- работано, что снижает эффективность рафинирования их от нежелательных примесей. Таким образом, переработ ка столь малого количества отходов экономически нецелесообразна,

Кобальт в расплаве повышает активность серы, способствуя ее угару. Медь, попадающая в шихту с отходами , нейтрализует этот нежелатель ный эффект. В расплаве она снижает активность серы, предотвращая ее угар. Этот эффект начинает проявляться, если меди в отходах будет приходиться не менее 10 кг на 1 т аккумуляторного лома или не менее 8 кг на 1 т железной окалины, так как она является более слабым окислителем. При содержаниях.меди более 30 кг на 1 т аккумуляторного лома либо более 40 кг на 1т железной окалины угар меди резко возрастает. Подбор оптимальных соотношений в шихте рассчитывается с помощью ЭВМ. На конкретных плавках, результаты которых приведены в табл.t используют две партии отходов следующего химического состава. I партия: 35% кобальта; 2% меди, остальное железо+ + никель, II партия: 20% меди, ос

тальное железо + никель. На каждой

плавке используют 1,5 кг твердого окислителя. Недостающую часть шихты составляют железо-никелевые отходы и колчедан. Количество переработанных отходов и масса вносимых с ними в шихту кобальта и меди, соотношение между этими помпонентами и твердым окислителем, а также процент их угар приведен в табл.1.

Состав полученных лигатур кроме плавок 1, 6 и 7 соответствует ферроникелю , имеющему состав, %: никель 14-20; кобальт 1,5-8; медь 3; сера до 0,3, При поддержании оптимальных соотношений в гаихте между кобальтом, медью из отходов, серой и твердым окислителем удается добиться относительно низкого.угара кобальта, меди и серы (плавки 2, 3,

0 5 Q

5

0

5

6, 8, 11 и 12) при оптимальном составе конечной лигатуры по основным элементам. Однако плавка 6 не обеспечивает достаточного количества серы в лигатуре для постоянных магнитов даже с учетом того, что для окисления используют более слабый окислитель - окалину. В этом случае серу приходится добавлять при выплавке магнитотвердых сплавов. На плавке 1 (поизвестному способу) в лигатуре недостаточно также кобальта и меди. Плавка 7 экономически невыгодна, так как на ней переработано незна- чительное количество кобальтсодер- жащих отходов. На плавках 4 и 5 наблюдают повышенный (в 2 раза) угар серы из-за высокого ее содержания в шихте. На плавках 9 и 10 этот же эффект связан с недостаточным содержанием меди в шихте. На плавках 4 и 5 повышенный угар меди и кобальта из-за высокого соотносительно с твердым окислителем их содержания в шихте. За счет комплексного введения компонентов в состав лигатуры при выплавке сплавов типа ЮНДК повышается стабильность магнитных свойств отливок. Об этой величине судят по среднеквадратичным отклонениям SH значений магнитной энергии (ВН) /2 стандартных отливок сплава ЮН14ДК24 от каждой плавки.Чем меньше величина S-s тем выше стабильность магнитных свойств отливок. В табл.2 приведены 8 на плавках с применением лигатур.

(ВН)

Величина для всех отливок

не ниже 1,8

кДж

и соответствует ГОСТу

На плавках 1, 6 и 7 стабильность магнитных свойств ниже из-за недоста точного количества кобальта, меди и серы, вводимых в состав лигатуры с отходами. Это приводит к необходимости значительной дополнительной подшихтовки соответствующими чистыми компонентами при получении заданного сплава, что увеличивает их неконтролируемый угар. Повышается колебание химсостава отливок, что приводит к соответствующему снижению стабильности магнитных свойств. Формула изобретения

. 1. Способ выплавки лигатуры, включающий загрузку в печь шихты,

3 1

содержащей твердый окислитель в виде аккумуляторного лома или железной окалины и никельсодержащие отходы, расплавление, скачивание шлака, выпуск расплава и грануляцию расплава, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности магнитных свойств отливок за счет рационального использования кобальта, меди и серы, в состав шихты вводят никельсодержащие отходы, содержащие кобальт и медь и сернистые соединения в количестве, обеспечивающем 1-5 кг серы на 1 т шихты.

293416

2. Способ по п.1, отличаю- щ и и с я тем, что отходы, содержащие кобальт и медь, вводят в коли- , честве, обеспечивающем соотношение 25-100 кг кобальта и 10-30 кг меди на 1 т аккумуляторного лома, используемого в качестве твердого окислителя .

Ю 3. Способ по.п.1, отличающийся тем, что отходы, содержащие кобальт и медь, вводят в количестве, обеспечивающем соотношение 25-120 кг кобальта и 8-40 кг меди 15 на 1 т железной окалины, используемой в качестве твердого окислителя.

1629341Ю

Таблица2

Изобретение относится к металлургии, конкретно к выплавке ферро никелевых лигатур с использованием вторичного сырья. Цель изобретения - повышение стабильности магнитных свойств за счет рационального использования кобальта, меди и серы. В состав шихты вводят твердый окислитель вместе с отходами, содержащими кобальт и медь, а также сернистые соединения в количестве, обеспечивающем 1-5 кг серы на тонну шихты. Отходы, содержащие кобальт и медь, вводят в соотношении 25-100 кг кобальта и 10-30 кг меди на 1 т аккумуляторного лома. Если в качестве твердого окислителя используют железную окалину, то эти отходы вводят в соотношении 25-120 кг кобальта и 8-40 кг меди на 1 т железной окалины. Способ позволяет утилизировать серу, кобальт и медь из отходов, повысить стабильность магнитных свойств сплава ЮН14ДК24. 2 з.п. ф-лы, 2 табл. о SS (Л

№ плавки 1 2 3 4 5 6789101112 Sn, 1,9 1,3 1,2 1,2 1,2 , 2 ,0 1,9 1,3 1,21,3 1,2