Способ получения комплексных кремнистых ферросплавов Советский патент 1979 года по МПК C22C33/00 

кремнистых ферросплавов, таких как Si - А1, Si - Сг - А1 одностадийным непрерывным процессом из шихты, состоящей из кварцита и окускованной смеси глиноземсодержащего сырья с углеродистым восстановителем, причем твердого углерода берется в 1,5-2,0 раза больше против теоретически необходимого для восстановления глинозема .1.

Однако такой способ реализовать нельзя, так как в нем не указано количество углерода по всей системе (включая восстановление кремнезема), что является решаюшим условием, определяюшим бесшлаковый процесс без зарастания ванны карбидами.

Если же предположить, что случайно количество углерода будет необходимо и достаточно для данного состава шихты, то и в этом случае, как показывают расчеты, основанные на экспериментах обсуждаемый способ применим к Fe - Si - Al лишь узкого состава: не более 20% Si, при 25% А1.

Например, для получения Fe - Si - Al обычного состава (25% Al и 50% Si) количество твердого углерода в брикетах должно быть в 3,2 раза больше необходимого для восстановления глинозема, иначе процесс невозможен из-за обильного шлакообразования.

Таким образом, известный способ не только не может быть распространенным на другие сплавы, но и не охватывают большинство разновидностей Fe - Si - Al.

Цель изобретения - снижение стоимости, расширение сортамента и улучшения качества сплава.

Поставленная цель достигается тем, что весь углеродистый восстановитель вводят в печь одновременно с рудной частью шихты в виде окускованной смеси, а кварцит дается в смеси с брикетами, причем восстановитель вводят в 2,5-13,0 раз больше, чем необходимо для восстановления всех элементов шихты, но в 1,03-1,25 раза меньше, чем необходимо для восстановления всех элементов шихты.

Согласно данным термодинамических расчетов и кинетических исследований, температура процесса получения ферросплавов с редкоземельными и щелочноземельными элементами по указанной схеме на 200- 300°С ниже температуры восстановления элементов из силикатов, что способствует снижению энергетических затрат на восстановление элементов и их потерь за счет испарения.

Пример 1. Выплавку силикокальция осуществляют в печи мощностью 1200 кВА из шихты, включающей брикеты (130 кг известняка 150 кг газового угля) и 80-86 кг кварцита.

В течение 5 суток печь работает в устойчивом электрическом и технологическом релшме. Шлака нет. Признаков образования настыли в ванне печи не наблюдают. Температура сплава на выпуске по данным четырех замеров термопарой ВР 5/20 1700-1800°С. Получено 7 т сплава состава, %: Са 29,4-33,0; Si 55,0-60,0; Fe 5,0- 7,0; S 0,014-0,02.

Пример 2. Выплавку силикобария осуществляют в той же печи из шихты, включаюи1ей брикеты (93,0 кг баритового концентрата и 130 кг газового угля) и 70- 75 кг кварцита. В течение 4 суток печь работает в устойчивом режиме. Процесс бесшлаковый.

Температура сплава на выпуске 1800- 1850°С. Получено 10,0 т сплава состава, %: Ва 35,0-43,0; Si 50,0-55,0; Fe 5,0-6,0; S 0,05-0,10.

Пример 3. Выплавку сплава Si - РЗМ осуществляют в той же печи из шихты, включающей брикеты (100 кг окислов РЗМ и 238 кг газового угля) и 53-55 кг кварцита. Процесс плавки бесшлаковый. Получено 50 т сплава следующего состава, %: РЗМ 30,0-45,0; Si 50-58; Fe 1,5-5,0; Са 2,0; Р не более 0,02. Необходимо отметить ряд преимуществ способа. Возможность получения дещевым одностадийным непрерывным, бесщлаковым углетермическим процессом ферросплавов на основе кремния, содержащих как трудновосстановимые (РЗМ, ЩЗМ), так и легковосстановимые (Мп, Сг) элементы.

Относительно низкая температура процесса, что позволяет увеличить концентрацию ведущих элементов в сплаве, уменьшить потери их за счет испарения и снизить энергоемкость процесса.

Бесшлаковый процесс плавки, позволяющий уменьшить потери элементов со щлаком.

Перечисленные особенности процесса способствуют резкому увеличению степени извлечения элементов из сырья и снижению удельного расхода электроэнергии при выплавке ферросплавов, которые в настоящее время получают углеродотермическим одностадийным процессом.

Возможность расширения сортамента комплексных ферросплавов на основе кремния, вследствие обеспечения благоприятных условий для восстановления.

Формула изобретения

Способ получения комплексных кремнистых ферросплавов одностадийным непрерывным углеродотермическим процессом с введением и проплавлением шихты, о тличающийся тем, что, с целью снижения стоимости, расширения сортамента и улучшения качества сплава, весь углеродистый восстановитель вводят в печь одновременно с рудной частью шихты в виде окускованной смеси, причем восстановитель вводят в 2,5-13,0 раз больще, чем необхо56

димо для восстановления ведущих элемен-Источники информации,

тов сбрикетированной шихты, но в 1,03-используемые при экспертизе

1,25 раз меньше, чем необходимо для вое-1. Авторское свидетельство СССР

становления всех элементов шихты.№ 273236, кл. С 21С 7/00, 1968.

676634