Способ получения ферросплавов Советский патент 1993 года по МПК C22C33/04 

ел

с

Использование: изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству ферросплавов. Сущность изобретения: способ позволяет получать ферросплав, содержащий один или несколько легирующих элементов из группы: титан, цирконий, ниобий, тантал, при сниженных потерях легирующих элементов и увеличенной стойкости тигля индукционной печи из набивного магнезита. Вначале в печь загружают и сплавляют в атмосфере воздуха стальной лом и ферросиликомагний при соотношении в заданном материале масс магния и железа в пределах {0,0005-0,001):1, затем в расплав с полным погружением за- дают металлические отходы легирующих элементов, а сплавление проводят в инертной атмосфере. 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к производству ферросплавов, в частности к производству сплавов, содержащих элементы из группы Титан, цирконий, ниобий,тантал.

Цель изобретения - увеличение стойкости тигля и снижение потерь легирующих Элементов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения ферросплава, содер- жащего один или несколько легирующих элементов из группы; титан, цирконий, ниобий, тантал, включающем загрузку в набивной магнезитовый тигель индукционной печи стального лома и металлических отходов легирующих элементов, вакуумирова- ние печи, сплавление загруженных материалов и слив ферросплава в изложницу, вначале в печь загружают и сплавляют в атмосфере воздуха стальной лом с ферроси- ликомагнием при соотношении в заданном материале масс магния и железа в пределах (0,0005-0.001):1, затем в расплав с полным погружением задают металлические отходы лег:,|рующих элементов, а сплавление проводят в инертной атмосфере.

При сплавлении стального лома и фер- росиликомагния, в котором магний связан с кремнием в силицид, идет разрушение этого соединения с образованием моносилицида железа, в котором магний растворяется незначительно и, являясь поверхностно-активным, выводится на поверхность раздела жидкий металл - тигель. Вследствие хоро- шего смачивания стенок тигля насыщенным магнием поверхностным сло ем металла

00

о

4

СА

имеет место глубокое проникновение его в поры тигля, что в дальнейшем препятствует проникновению в них легирующих элементов и предотвращает глубинное разрушение стенок тигля и потери легирующих элементов с металлом, оставшимся в порах тигля..

При загрузке в расплав металлических отходов легирующих элементов с полным погружением и их расплавлением образуются соединения легирующих элементов с железом, кремнием и алюминием, содержащимся в отходах и предварительно полученном сплаве, что делает легирующие элементы в полученном расплаве поверхно- стно-инактивными и предотвращает их контакт со стенками тигля и его разрушение. Плавление металлических отходов легирующих элементов в тигле с инертной атмосферой предотвращает их потери за счет окисления.

При количестве магния в ферросилико- магнии меньшем, чем необходимо, для обеспечения соотношения масс его и железа в размере 0,0005:1 магний в процессе вакуумирования может удалиться из расплава достаточно полно, что приведет к интенсивному разрушению стенок тигля и к увеличенным потерям легирующих элементов. Соотношение масс магния и железа в размере более 0,001:1 избыточно и не обес- печивает дополнительного увеличения стойкости тигля.

Если плавление металлических отходов легирующих элементов производить без полного погружения их в расплав, то после их проплавления уровень расплава в тигле повысится, что неизбежно приведет х попаданию части легирующих элементов в поры верхнего горизонта тигля, его разрушению и потере части легирующих элементов.

Прим е р..Выплавку ферросплава с использованием металлических отходов, содержащих легирующие элементы из группы: титан, цирконий, ниобий, тантал, проводили в индукционной сталеплавильной печи с электромагнитным перемешиванием с генератором мощностью 500 кВт и массой садки 500-800 кг, установленной в вакуумной плавильной камере,

Тигель индукционной печи набивной, приготовлен из магнезита плавленного кус- . кового марки МПК-95 по ТУ 14-8-448-83, подверженного дроблению и измельчению до крупности менее 4 мм, с добавкой (20%) порошкового электрокорунда марки 23А по ОСТ 2-МТ-71-5-84, на связке, состоящей из жидкого стекла, талька и ортофосфорной кислоты с добавкой бакелитового лака.

В качестве шихтовых материалов для выплав.ки ферросплава использовали стальной лом в виде прокаленной обсечки, N1 категории А 13-го вида по ГОСТ 2787-86 с

содержанием 99,2% Fe, остальное окалина;

ферросиликомагний марки ФСМгб по ТУ 145-134-86 с содержанием 53,7% Si; 0,2% AI;

5,0% Мд; 0,6% РЗМ группы церия, осталь. ное железо; металлические ниобиевые отходы клас9а А, rp.ll, сорта III по ТУ 48-4-302-81 .марки ВН-2 в виде, болванок с максимальным размером до 100 мм с содержанием 94,8% (Nb+Ta); 0,17% Ti; 4,8% AI; остальное железо. ч

5 Плавки по предлагаемой технологии вели на получение феррониобия марки ФН650С по ГОСТ 16773-86 по 3 вариантам (по 5 плавок в каждом) с загрузкой на первой стадии в тигель стального лома и ферроси0 ликоалюминия и их сплавлением в атмосфере воздуха и с последующей загрузкой на : второй стадии в полученный расплав с полным погружением металлических отходов ниобия, вакуумированием системы до 1 мм

5 рт.ст., заполнением камеры печи аргоном до 0,7 атм, и сплавлением ферросплава в . этой атмосфере с последующим сливом его до разгерметизации.

В плавках 1-го варианта на первые ста0 -дни загружали по 300 кг стального лома и 3 кг ферросиликомагния, на вторых стадиях в расплав- вводили 240 кг металлических нио- биевых отходов; в плавках 2-го варианта эти величины составляли соответственно 300;

5 4,5 и 240 кг, а в плавках 3-го варианта - 300, б и 240 кг.

Плавки всех трех вариантов проводили последовательно в одном тигле. Полученные слитки ферросплавов после охлажде0 ния извлекали, взвешивали, подвергали дроблению. От каждой плавки отбирали .пробу, в которой определяли содержание суммы легирующих элементов. По полученным результатам оценивали извлечение

5 этих элементов в ферросплав.

Сравнительные плавки ферросплава аналогичного состава по известному способу (4 вариант) проводили в той же печи с новым тиглем из набивного магнезита.

0 Плавки вели следующим образом: в тигель загружали стальной лом и металлические ниобиев ые отходы в количестве 300 и 240 кг соответственно; камеру печи вакуумирова- ли и проводили плавку в одну стадию, Раз- 5 ливку ферросплава, взвешивание и анализ осуществляли аналогично плавкам вариантов 1-3.

По 4 варианту было проведено только 2 плавки, так как после проведения второй плавки было установлено значительное размывание тигля и проведение следующей плавки неизбежно привело бы к аварии.

Характеристики плавок и средние результаты по вариантам представлены в таблице....

Проведенные испытания показывают, Что в плавках по предложенной технологии извлечение суммы легирующих элементов в ферросплав на 3,64-4,44% выше и достигает 99-99,8%отсутствует заметное разрушение внутренних стенок и днища набивного 1игля, что позволяет производить в них без аварии более 15 плавок, в то время как при проведении плавок по прототипу аварийное Состояние тигля было уже на 2-й плавке следствие значительного разрушения тиг- ля.

Формула изобретения

Способ получения ферросплавов, содержащего один или несколько легирующих

ПАРАМЕТРЫ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОСПЛАВА(ФЕРРОНИОБИЯ) И ХАРАКТЕРИСТИКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЕГО ВЫПЛАВКИ (СРЕДНИЕ ПО ВАРИАНТАМ)

элементов из группы: титан, цирконий, ниобий, тантал, включающий загрузку в набивной магнезитовый тигель индукционной печи стальйого лома и металлических отходов, содержащий легирующие элементы, ва- куумирование печи, сплавление загруженных материалов и слив ферросплава в изложницу, отличающийся тем, что, с целью увеличения стойкости тигля и

снижения потерь легирующих элементов, вначале в печь загружают и сплавляют в атмосфере воздуха стальной лом с ферроси- ликомагнием при соотношении в заданном материале масс магния и железа в пределах

(0,0005-0,001): 1, затем в расплав с полным погружением задают металлические отходы, содержащие легирующие элементы, а сплавление проводят в инертной атмосфере.