Покрытие для окатышей Советский патент 1981 года по МПК C22B1/245 

(54) ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ОКЛТЬЮЕЙ Изобретение относится к черной мета.ллургии, а именно к выплавке фер росплавов. Известно нанесение на окатьшш угл родистого материала Недостаток его заключается в том, что в процессе выплавки ферросплава из окатышей, содержащих концентрат окислов, например редкоземельных металлов СРЗМ), и углеродистый матери ал, по мере расходования восстановит ля поверхностного слоя в контактных зонах с кварцитом происходит взаимодействие окислов с кремнеземом и обр зование легкоплавких силикатов. Развитие этого процесса интенсифицирует ся за счет проникновения в окатыши паров моноокиси кремния. Образование легкоплавких, силикатов затрудняет протекание основного процесса - карбидообразования. Цель изобретения является интенсификация процессов карбидообразования в окатышах и в основной шихте. Цель достигается тем, что покрытие дополнительно содержит один ил несколько окислов карбидообразующих металлов, способных образовывать тер мически устойчивые карбиды при следу щем соотношении компонентов, вес.%: Окислы карбидообразующих металлов 1-20 Углеродистый материалОстальноеСостав изготавливают из порошкообразного углеродистого материала, например пылей нефтяного кокса, металлургического кокса или другого пылевидного углеродистого материала фракции менее 0, и измельченного карбидообразующего окисла, например , VjOj, NbiOy, WO. MoO-i фракции 0,10 мм. Состав наносят на поверхность окатыщей, изготовленных из концентратов окислов редкоземельных металлов и восстановителя. Сиепление смеси с окатышами достигается за счет сйязки, входящей в состав окатышей или вводимой дополнительно на поверхность окатышей. Количество смеси для покрытия составляет 2-10% от веса окатшюй, Окатыши с нанесенным на них покрытием высушивают и проплавляют с основнойатхтой, состоящей из кварцита, железной стружки и углеродистого восстановителя. В дуговой электропечи, происходит нагрев шихты и образование на поверхности окатшией карбидов металлов (TiC, VC, NbC, we, МоС). Образующиеся карбиды - термически устойчивые соединения, они препятствуют взаимодействию кремнезема с окис лами металлов, а избыток углерода препятствует проникновению паров моно ,окиси кремния в объем окатьвиа.При дальнейшем нагреве происходят реакции карбидообраэования в объеме ока-, тышей и в объеме основной шихты. Покрытие сохраняет защитные свойства до полного протекания процессов карби дообразования. При последующем нагре не шихты в глубоких слоях ванны печи происходит разрушение всех карбидов окислами кремния с образованием сплава При этом восстановление окислов металлов и кремнезема ПЕЮИСХОДИТ полностью без шлакообразования и без образования карбидных настылей, образующихся в результате выпадения кристаллов карбидов металлов из легкоплав кого силикатного шлакового расплава. Проведены испытания при плавке окатьшей углетермическим методом на опытно-промышленной печи мсацностью 1:гОО кВа. Окатыши получают из смеси концентрата окислов РЭМ с пылью нефтяного кокса при соотноше.:ии 1:1,40. Поверхность окатышей опыливают смесью J 0/1 с пылью нефтяного кокСа при содержании TiOj в смеси 1,10 и 20%. Расход смеси составляет 5% от веса окатышей. Шихта для плавки состоит из 50% окатышей и 50% кварцита фракции 20-40 мм, коксика 5-20 мм и железной стружки. Температура материалов в печи 1800 С. Результаты опытов приведены в табл. 1

Таблица Относительная скорость образования карбидов увеличивается в 1,1-1,5 раза по сравнению с известным. Удель-. ный расход электроэнергий в лабораторных опытах снижается на 2-20%. При снижении количества окислов металлов из группы ТЮг, . DS . N Ь Oj , WO, MoO в покрытии менее 1 bee.% компоненты окатышей В9аимодействуют с окислами основной шихты и ошлаковываются, при увеличении количества окислов металлов в покрытии более 20% процесс восстановления окислов РЭМ .в окатышах замедляется и проходит не полностью. в следующих опытах, рассчитанных на получение сплава, температуру увеличивают до 1900°С, при которой происходит взаимодействие РЗМ с кремнеземом шихты. Шихта для плавки состоит из 50% окатышей и 50% кварцита фракции 20-40 мм, коксика 5-20 мм и железной стружки. Результаты опытов приведены в табл. 2. Таблица 2 Известное О 100 Предлагаемое

Как следует из приведенных данных относительная скорость образования карбидов редкоземельных металлов увеличивается за счет предотвращения взаимодействия окатышей с кремнезе.мистыми компонентами шихты.

Скорость образования сплава определяют по количеству восстановленного РЗМ и кремния в единицу времени.

При увеличении количества окислов тугоплавких металлов, например TiO/. , в составе смеси покрытия свыше 20% относительная скорость образования карбидов РЗМ уменьшается вследствие уменьшения соотношения углерода к РЗМ в составе смеси. Для подтверждения этой закономерности были проведены опыты с 30% ТiOj в смеси. Относительная скорость образования карбидов в окатышах при этом соответствует 150%. Таким образом, дальнейшее повышение карбидообразующих в слое на поверхности окатышей не ускоряет процесс карбидообразования внутри окатыша, не изменяется и скорость образо5 863 вания сплава, а следовательно, дальнейшее увеличение количества окислов РЗМ неиелесообразно. Покрытие для окатышей, состоящее из карбидообразующих окислов металлов и углеродистого материала, позволяетс значительно ускорить процесс образования карбидов и тем самым снизить расход электроэнергии. Для внедрения данного состава н,е требуется капитальных затрат, внед-.« рение может быть осуществлено на действующем оборудовании, Экономия составит около 100 тыс.руб. в год за счет улучшения показателей при выплавке сплава (снижение расхода электроэнергии на 2-3%, повышение5 извлечения ведущих редкоземельных элементов), 906 Формула изобретения Покрытие для окатышей/ включакицее углеродистый материал, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения интенсификации процессов карбидообразования в окатышах и в основной шихте, оно дополнительно содержит один или несколько ок 1слов карбидообразующих металлов при следукидем соотношении компонентов, вес.% Окислы карбидообразующих металлов 1-20 Углеродистый материал Остальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США ЗГ65574, кл. С 21 В 1/28, 1973.