Способ выплавки фосфорниобиевогофЕРРОСплАВА Советский патент 1981 года по МПК C22C35/00 

1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к получению ферросплавов, содержащих фосфор и легирующие металлы, например ниобий.

Известен способ получения ниобийсодержащего шлака и железофосфорниобиевого сплава путем проплавления шихты с расходом восстановителя в ее составе на 10-50% больше теоретически необходимого, с последугадей загрузкой в расплав осадителя в виде концентрата железосодержащего реагента в количестве 5-20% от веса расплава 13, Недостатками известного способа являются низкое извлечение ниобия (15-20%) и фосфора (.80-90%) в сплав, в результате чего получакищйся железофосфорниобиевый сплав имеет низкое содержание ниобия и фосфора (1-2% Mb, 5-8% ) . Поскольку данный сплав не может быть рационально исгпользован или переработан, он является отходом производства, с которым теряется до 15-20% ниобия.

Цель изобретения - повышение степени извлечения ниобия и фосфора в фосфорниобиевый ферросплав.

Цель достигается тем, что вначале загружают и проплавляют желазониобийсодержащие материалы в количестве

50-80% от общего расхода на плавку, затем загружают фосфорниобийсодержащие материалы, а на них остальное количество железониобийсодержащих материалов при соотношении восстановите ля, вводимого поочередно с материалами (О , 2-0 ,4) :( О ,4-0 ,7) s (0,1-0,2) соответственно.

Пределы количества железониобий10содержащих материалов в первой порции (50-80%)обусловлены получением только такого количества железа и ниобия, которое необходимо для быстрого поглощения фосфора, выделякхце15 гося при плавке фосфорниобийсодержащих материалов, с образованием фосфидов данных метбшлов,

При загрузке менее 50% из-за малого количества образующегося метал20ла имеют место потери фосфора с отходящими газами.

При расходе железониобийсодержащих материалов более 80% получается недостаточный слой второй порции желе25 зониобийсодержащей шихты, и вследствие этого также возрастают потери фосфора в виде улета.

Пределы расхода восстановителя 0,2-0,4 обусловлены количеством желе30зониобийсодержеидих материалов и содержанием в ккх окислов MaTajuicB (же леза, ниобия и др.), которые должны Выть полноотью восстаковленьь После расгшавления первой порции желеэониобийсодержшдих материалов загружают фосфорниобийсодер :са1т1иа материалы. При этом количестБО восстас ,4-0,7 нсаителя задают в прелелах от его общего расхода, что позволяет полкоптьгО восстановить фосфор и обас лечить его. содерл ание Б сплаве ь:а уровне 18--.5% . Затем же на фсюфорниобийсодержаьчие г.:с1териалы эгаружают оста.ьные железовиобиксодерй( материалы; создавая тем самым услогшя, предотвратающие потерю фосфора с газ вой фазой, а пределы расходе восстаровкталя 0,1-0 ;2 обусловлен:-: необходи;--;осгью ;noBOCCTaKOBJiaH,,i:4 окислов металлов, ггрисутствуквдих з данной по , обг СТечивая повшиение степени кь злечения ниобия и фосфора, Такйм образом, гтроцесс осущестЕля пу-гем чеоадугэдейск загрузки к гшавк;:Г желазониобийсодержащей н фосфорК1:;о5ийсодерй:ащеП шихт1л Фосфорниобий со.цер каыая ia-;x;.a состокт из фосфорис тых и ииобиевых матер --алоз, и которых содеряаиие фосфора преБышает нео годимое для его связывания Е фосфоРчды п -1Обкк и других металлов к аос с-л аис;зителя, Железо1:иобийсо,аержащая шихта состоит КЗ материалов; в KOTOP-JX железо, нкооий и другие металлы, напри ые.) з;-1на,);;:,ш f титан марганец содеркнтси количества J достато пам для сг Г1зыааЛ- :я всего км-3п).чагося .рссфора и по.п/че:-;:-)Я сплава, содержащего боле ISt фосфора, Рас11Лат;лсииа иселезоияобийаолзржа.щей шихта; э uyi ля npHBODHj к г;оп:/чен: ;о ккобил - др гкк ,п;ообрс зу;ощчх ,г1ОБ :с наи более активной , чго при поапедуюдем прО :лавленкк фосфорниобойсоде Жсти-еы nj.--;xT-i; обеспечивает их быссрое Бл а;- ыодекстрие с фосфором с образо-ваккем урочих фосфидов различного со тава, Загруз::а второй порции ;-г;елезокиобиксоларлсли.як на слой фосфорнисбкасо держахдих материалов создает зай Д1ТНЫй улавлквагоаий слой и за счет избытка в н-эм металлов прадотврамает потерю фосфора с газоаой фазой, к слособству ет ма;;сигнальному эго переводу в суиа Сбот;-:оь:енке пределов расхода Боасфан-озитзля разрабо-ганы исходя ;v3 услозий ма,аимального в зccтaнoзлeKiiЯ M.iTajuios первой порции железоккобийCiщержзк.ей и образования при псспедугащем плавлении фосфорннобкйсодерж,ащей игихты легкопяавкого амак имакадего т-;:мпаратуру плавления 130С . Это-, зо-г;арных, обеспечиваат быс рое ; ротэ- акие реакачи зосстановлени осфорсх {ггроцесс имеет диффузионный арактер и определяется ЕЯЗКОСТЬЮ раслава) ,. и, БО-зторых, значительно ус эряет усвоение расплавом второй пории желазониобийсодержащей шкхты, - При восстаг-швлении железа и ниобия в присутствии фосфора образуются прочные двойные фосфк зЕЫ (Fe, Nb)P, При ЭТОМ; чем выше содержание фосфора и ферросплава,- тем достигается более высокое нзвлечени(2 из него ниобия, П р к м ер 1. Железони-обийсодер-«ащий материал состава, зес,%: еО 64,1, hbnOgOjS, Mnj .2, PI Oj 3,0, остальное - окислы кремния, ггалыщя, аяюмикия 1з объеме 50% от его количества (5 кгу я 0.2 ч. в о останов и т ел я (О ,,5 к г) з а гр у ж ают L: печь и штавят при ISOO- C до образования расплава. Затем загружают фосфорниобийсодержал ио мат-зркалрл следукадего состава,, Bec.i- pfjOg OfS; ,4; cao 30,з; 2 i 0,- 22 ,1; A Ij 0,1, 4 i 6 ;. MgO , F-зО 7,2, -остальное CO. к rl.jp, н количестве С20 Kr-i и 0;C ч. восстановителя (1.; 5 кг) , а на остальную часть железонисбийсодер);са;1и1Х материалов кг) и 0,2 восстакоБителя ;.о,ь Kii Соотношение количес-тэа восстановителя, вводимого с материалаг м Е приведенных приемах, составляло О 2:0f6 tOf2. После плавки з течение 2 ч образонаамие-ск сплав и iiJiaK сливают и после затвердевания разделяют,. liслучают .1.5.2 кг олак;а и 7,7 ;-г фосфорк обиазого фар рос:ша:ва следующего состава,, %: Р 22,9; lib 3,2; Мп 4.8, Ъ 1,25, остальное железо, Сгепйкь извлечения ниобия 92,-3% г фосфора - 93,0%. Данный ферроспгьив используется в качестве лигатуры при гзыплавке изкосостойлих чугуноЕ. П р и е р 3, Железониобийсодержащий материал как ь примере 1 в кс.гЕчастге 80S от общаго(В нг) и 0,4 ч.9осстано.вителя (1 кг) заг-ружают в П€:чь и плааят при до образоза HJiH р а с гш аз а Затем загружают фосфорниобийсодер:йаплие материалы (анапогично пркмаоу j) в Koj-H4ecTse (лО кг1 и 0,5- ч« восстакслктеля (1; 25 кг) , а :а ник - остальную часть железокиобийсодержащнк матар -;алОБ 20% (2 кг) и ОД ч восстаноз::теля 10,25 кг;, Состиошение количества- Босстановктеля, ЗЕОдимого с мaтepйaпa тв: -в привед&п«ык приема::, составляет О f 4 ; О , 5 ; 0,-i. После плавки в течение 2 ч образоваьвдиеся и.штак и с.пнвают,, и после затвердезания разделяю-г ., По.пучаш--г 15,25 к.г ишака и 7., 513 кг ФосфорниобивБОго фйррссглаЕг следующего состава %: Р 19,0| Mb 3,17; Мп 4,75} Si 4,32; остальное железо. Степень извлечения ниобия 90,2%, (фосфора 92,0%.

Пример 3. Жвлвзоннобийсодержавщй материал аналогично примеру 1 в количестве 65% от общего (6,5 кг) и 0,3 ч восстановителя (0,75 кг) загружают в печь и плавят при 1500 до образования расплава.

Затем загружают фосфорниобийсодердащие материалы аналогичцого состава в количестве (20 кг) и 0,55 ч, восстановителя (1,375 кг), а на них остальную часть железониобийсодержащих материалов 35% (3,5 кг) и 0,15 ч, восстановителя (0 , 375 кг).

Соотнонаениа количества восстанови теля, взодимого с матеря.-1лами в приведенных Приамах, составляет 0,3 :0,55:ОЛ5.

После плавки в течение 2 ч образовавшиеся сплав и шлак сливают и после затвердевания разделяют.

Получено 15,1 кг шлака и 7,9 кг фосфорниобиевого ферросплава следуюИего соста ва %s Р 24,8 Nb 6,25, Кп 4,8, Si 2,2, остальное железо.

Степень извлечения ниобия 97,0%, фосфсфа 94,2%.

При использовании способа извлечения ниобия повышается на 70-77%, а фосфора более чем на 7-8%,

Пог учаемый ферросплав используют в качестве лигатуры при выплавке износостойких чугунов.

Формула изобретения

Способ выплавки фосфорниобиевого ферросплава, включакшщй загрузку и плавку железо- и фосфс ниобийсодердащих материалов в присутствии углеро0дистого восстановителя и выпуск про;Дуктов плавки, отличающийс я тем, что, с целью повыаения степени извлечения ниобия и фосфора, вначале загружают и проплавляют жале5 киобнЕсодержащие материалы в количест зе 50-80% от общего расхода на плавку, затем загружают фосфорниобийсодержа&ше материалы, а на них остальное количество железониобийсодержащих

0 материалов при соотношении восстаноаителя, вводимого поочередно с матери СО , 2-0 , 4 } : (0,4-0 , 7) : (О , 1-0 , 2) соспветсавенно.

25Источники информации

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское

свидетельство СССР С 22 С 35/00, № 589645, кл, 1975.