Способ получения железа и его сплавов из железорудных материалов Советский патент 1977 года по МПК C21C5/52 

1

Изобретение относится к металлургии, а имеиио к способам получения металла из железорудных материалов (содержащих 5- 100% окислов железа) при плавке в электрических печах.

Известны способы производства железа или сплавов на его основе, по которым восстановление руды в расплаве железа ведут, поддерживая концентрацию углерода в расплаве железа на заданном уровне при помощи погруженной в расплав графитовой трубы, заполненной измельченным или порошкообразным углем 1.

Известен способ, по которому предварительно восстановленную, подогретую железную руду непрерывно загружают в плавильную зону печи с некоторым количеством углерода для получения полустали, а последнюю перерабатывают в сталь в рафинирующей зоне плавильного агрегата 2.

Известные способы производства железа и сплавов на его основе предусматривают использование электрических печей специальной конструкции (например печь, состоящая из плавильного и рафинировочного отделений), а также восстановленных железорудных матеоиалов. Необходимость применения электрических печей специальной конструкции, выполнение технологически сложных операций предварительного восстановления, низкая стойкость футеровки тигля вследствие длительного контакта расплава окислов железа с футеровкой печи значительно затрудняют широкое использование указанных способов для получения железа и сплавов на его основе из железорудных материалов.

Известен также способ получения железа и стали непосредственно из руды, заключающийся в том, что в электрическую печь загружают предварительно измельченную подогретую шихту, состоящую из железной руды с добавками карбюризатора, например угля и флюса; шихта, расплавляясь, образует первичный чугун и богатый железом шлак, который во втором отделении электрической печи восстанавливают и карбюризируют коксом для получения вторичного чугуна 3.

К недостаткам известного способа относятся необходимость использования печи специальной конструкции, состоящей из двух отделений, и низкая стойкость футеровки вследствие длительного контакта расплава окислов железа с футеровкой, так как восстановление окислов железа происходит после расплавления шихты.

Целью изобретения является реализация более эффективного способа получения железа и его сплавов из железорудных материалов при использовании промышленных электрических плавильных печей, позволяющих в 2-S

раза повысить стойкость футеровки за счет уменьшения контакта расплава окислов железа с футеровкой электрической плавильной печи. Это достигается тем, что на находящийся в электрической плавильной печи металл (1/3-1/4 садки печи) вводят восстановительную смесь в количестве 20-60% от веса окислов, содержащихся в железорудном материале (в зависимости от выбранного восстановителя), нагревают за счет тепла расплава до 1300-1600°С, а затем на поверхность прогретой восстановительной смеси загружают расчетное количество железорудного материала.

Окислы железа, содержащиеся, например, в офлюсованных, обожженных окатыщах, активно восстанавливаются по мере прохождения через слой восстановительной смеси, нагретой до 1300-1600°С, так как ири этих температурах активность углеродсодержащих восстановителей по отношению к окислам железа значительно возрастает и процесс восстановления интенсивно протекает между находящимися в твердом состоянии окислами железа и восстановителем. Таким образом, больщая часть окислов железа восстанавливается в твердом состоянии по мере прохождения через нагретую до указанных температур восстановительную смесь, чем устраняется вредное влияние расплава окислов железа на футеровку плавильной печи. Окислы железа, не восстановленные в твердом состоянии, переходят в расплав и восстанавливаются в жидком состоянии за счет С и Si расплава.

После завершения процесса восстановления окислов железа на поверхность расплава вводят новую порцию восстановительной смеси и процесс восстановления окислов железа из окатышей выполняют в этой же последовательности, что и в ранее описанной стадии процесса плавления. Плавку ведут так, чтобы плавильную печь заполнить расплавом после трехкратного повторения операций. Выплавленный сплав доводят до требуемого химического состава и разливают.

Формула изобретения

Способ получения железа и его сплавов из железорудных материалов, включающий загрузку, восстановление и расплавление в электрических печах, отличающийся тем, что, с целью использования промышленных электрических печей и повыщения стойкости футеровки, на поверхность имеющегося в печи остатка металла вводят восстановительную смесь в количестве 20-60% от веса окислов, содержащихся в железорудном материале, нагревают до 1300-1600°С за счет тепла расплава, а затем на слой восстановительной смеси загружают расчетное количество железорудного материала. Источники информации, принятые во внимание

при экспертизе

1.Патент ФРГ № 1263795, кл. 18а 13/12, 1970.

2.Патент Англии № 1354300, кл. C7D, 1974.

3.Патент Англии № 961408, кл. C7D 13/12, 1964.