Шихта для выплавки модификаторов с редкоземельными металлами Советский патент 1992 года по МПК C22C35/00 C21C7/00 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке модификаторов для производства высококачественных чугунов и сталей.

Целью изобретения является утилизация отходов производства, снижение себестоимости выплавляемых сплавов и повышение степени извлечения элементов в сплаве.

Предложенная шихта для выплавки модификаторов с редкоземельными металлами содержит в качестве РЗМ-и кальцийсодер- жащего материала шлак выплавки сплавов РМЗ, в качестве алюминийсодержащего материала отсев вторичного алюминиевого производства, в качестве кальций- и магний- содержащего флюса отсев обожженного доломита и дополнительно содержит пыль

производства ферромарганца при соотношении компонентов, мас.%: Шлак выплавки сплавов РЗМ30-40

Отсев вторичного алюминиевого производства 40-50 Отсев обожженного доломита3-7

Пыль производства ферромарганца13-1-7

Шлак выплавки сплавов РЗМ содержит, мас.%:

Окислы РЗМ15-20

А 20з40-47

SI023-6

СаО30-33

МдОДо 6

3

О

о со

о

Отсев вторичного алюминиевого производства содержит, мае/

At40-50

SI-5,6

Mg0,35

Zn1,9

Ni1,2

Mn0,26

Fe14-15

Окислы Al, Fe и

других элементовОстальное

Пыль производства ферромарганца содержит, мас.%:

SI0210,5

МдО0,5

СаО0,9

ГезОз2,7

АЬОз6,9

Р0,2

Мп0218,63

Оксиды марганцаОстальное

Сущность изобретения поясняется на конкретных примерах осуществления.

Готовят несколько составов предлагаемой шихты, из которых выплавляют модификатор с редкоземельными металлами.

Все предлагаемые шихтовые материалы используются без специальной подготовки и берутся такими, какими они поступают из соответствующего производства. При этом фракционный состав шлака выплавки сплавов РЗМ и отсева вторичного алюминиевого производства составляет 0-20 мм, а отсев обожженного доломита и пыль производства ферромарганца - 0-3 мм.

Составы предлагаемой и известной шихты предлагаются в табл. 1.

Материалы подаются в смеситель дозировочного устройства для перемешивания. Перемешанную шихту из смесителя перегружают в бункер, из которого затем засыпают в тигель индукционной печи емкостью 270 кг, который предварительно нагрет до 1100°С. После засыпания шихтовых материалов в тигель экзотермический процесс начинается через 2-3 мин и длится 10-15 мин. По окончании плавки сплав и шлак из тигеля заливают в чугунные изложницы без футеровки. Тигель приводят в вертикальное положение и засыпают новую дозу шихтовых материалов. Продолжительность плавки составляет 25-26 мин. После охлаждения изложниц из переворачивают и слиток легко отделяется от шлака.

Химический состав полученного модификатора из предлагаемых шихтовых материалов и прототипа приведен в табл. 2.

Полученный сплав не рассыпается на воздухе и имеет чистую поверхность.

Предлагаемая шихта позволяет получить модификатор с РЗМ при меньших материальных и энергетических затратах, При выходе за указанные пределы содержания в шихте исходных материалов резко снижаются технологические показатели полученного сплава.

При содержании в шихте шлака выплавки сплавов редкоземельных металлов выше

0 заявляемого (41 мае %) в тигле образуется гетерогенная фаза с твердыми включениями шлака, которые практически трудно расплавливаются, что требует дополнительного расхода эл.энергии, и увеличивается

5 продолжительность плавки.

При содержании п шихте 20 мас,% (менее рекомендуемого предела) в процессе выплавки происходит восстановление РЗМ уже в первые минуты плавки, на последую0 щих этапах происходит вторичное окисление чистых РЗС за счет кислорода, окислов шихтовых материалов, в результате снижается степень извлечения РЗМ из шихты в сплав. При содержании в шихте отсева вторич5 ного алюминиевого производства более (52 мас,%), который является восстановителем и основным источником алюминия D модификаторе, процесс восстановления протекает излишне бурно с большими вы0 бросами, что обуславливает снижение выхода годного сплава.

При содержании в шихте 39 мас.% отсева вторичного алюминиевого производства процесс восстановления начинается на дни5 ще, где самая высокая температура, и не охватывает весь полезный объем гигеля, в результате чего процесс затухает.

Содержание в шихте отсева обожженного доломита выше, например, 8 мас.%

0 приводит к образованию в тигле вязкого шлака, чго затрудняет нормальное протекание процесса и ухудшает отделение сплава от шлака как в процессе плавки, так и по его окончании.

5 Если же количество отсева обожженного доломита в шихте ниже предлагаемого предела (2 мас,%), то это не позволяет получить достаточного извлечения магния и не способствует получению активного шлака,

0 тем самым уменьшается также извлечение и других элементов.

Пыль производства ферромарганца является основным источником марганца и значительного источника кремния, при его

5 расходе более 18 кас. % не только не увели- чиваегся количество марганца в модификаторе, но и ухудшается газопроницаемость шихты и продлевается процесс плавки, который характеризуется выбросами шихты и неплавным протеканием процесса.

Если же в составе шихты пыль производства ферромарганца ниже предлагаемого предела (12 мас.%), то это количество не позволяет получить в модификаторе значительного количества марганца.

Формула изобретения 1. Шихта для выплавки модификаторов с редкоземельными металлами, содержащая кремне-, алюминий- и РЗМ содержа- щие материалы, i кальций- и магпий- содержащие флюсы, отличаю и аяся тем, что, с целью утилизации отходов производства, снижения себестоимости выплавляемых сплавов и повышения степени извлечения элементов в сплавы, она содержит в качестве РЗМ- и кальцийсодержащего материала шлак выплавки сплавов РЗМ, в качестве алюминийсодержащего материала отсев вторичного алюминиевого произвол- ства, в качестве кальций- и магнийсодержз- щего флюса отсев обожженного доломита и дополнительно содержит пыль производства ферромарганца при следующем соотношении компонентов, мас.%: Шлак выплавки сплавов РЗМ 30-40 Отсев вторичного алюминиевого производства 40-50 Отсев обожженного доломита 3-7 Пыль производства

ферромарганца13-17

2.Шихта по п. 1,отличают ая тем, что шлак выплавки сплавов РЗМ соджит, мас.%:

Окислы РЗМ15-20

А120з40-47

SI023-6

СаО30-33

МдОДо 6

3.Шихта по п. 1,отличающая тем, что отсев вторичного алюминиев производства содержит, мас.%:

AI- 40-50

Si -5,6

Mg0,35

Zn1,9

Ni1,2

Mn0,26

Fe14-15

Оксиды AI, Fe и других элементовОстальное

4.Шихта по п. 1,отличающая тем, что пыль производства ферромарга содержит, мас.%:

SlOaЮ,5

МдО0,5

СаО0,9

РеаОз2,7

А 20з6,9

Р0,2

Мп0218,63

Оксиды марганцаОстальное

Таблица 1

Использование: производство модификаторов с редкоземельными элементами. Сущность изобретечия: шихта включающая кремне-, алюминий- и РЗМ содержащие флюсы, содержит шлак выплавки сплавов РЗМ в качестве РЗМ- и калыдийсодержащего материала, отсев вторичного алюминиевого производства в качестве алюминийсодер- жащего материала, отсев обожженного доломита в качестве кальций- и магнийсо- держащего флюса, а в качестве марганец-и кремнийсодержащего материала она дополнительно содержит пыль производства ферромарганца при следующем соотношении компонентов, мае. %: шлак выплавки сплавов РЗМ 30-40; отсев вторичного алюминиевого производства 40-50; отсев обожженного доломита 3-7; пыль производства ферромарганца 13-17. Предлагаемая шихта обеспечивает снижение себестоимости выплавляемых сплавов почти в 2 раза и повышает коэффициент извлечения в сплав РЗМ. 3 з.п.ф-лы, 3 табл. со С