Способ получения силикокальция Советский патент 1981 года по МПК C22C33/04 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве сплавов с кальцием для раскисления стали и модифицирования чугуна. Известен -способ силикоте рмического получения сплавов кальция, включающий восстановление окиси кальция кремнием ферросилиция в присутствии плавикового шпата. Соотношение извес ти и ферросилиция в шахте сос тавяяет 0,9 5 1,1 1 . Однако из-за близости удельных весов металла и шлака часть металла теряется со шлаком в виде корольков и, кроме того, .тепло жидкого шлака не используется, вследствие чего повышается удельный расход электроэнер гии . Известен также способ производств силикокальция, при осуществлении которого, хотя и сокращается потери металла со ишаком-путем введения в конце плавки осадителя (железа), однако присутствие в расплаве значительных количеств железа существенно уменьшает степень восстановления кальция из-за снижения активности восстановителя и повышения активности caльция 2. Наиболее близким к предлагаемому . по технической сущности и дсстигаемому эффекту является способ выплавки силикокальция,включающий проплавление части шихтовых материалов,загрузку и проплавление второй части шихты с последующим выпуском шлака и металла, регулирование соотношения в шихте окиси кальция к кремнию восстановителя в обеих стадиях процесса. Соотношение извести и восстановителя в первой стадии составляет 0,2 - 0,8, а во второй - 1,0 -- 3,0 (3. Недостатком этого способа является высокий расход ферросилиция, связанный с повышенным угаром кремния из-за проплавления большей его 1асти, в начале процесса. Этот прием приводит к увеличению содержания siOj в шлаке и снижает степень восстановления кальция как во втором периоде плавки, так и в плавке в целом,Кроме того, часть металла при его выпуске из печи остается в шкале в виде корольков, а тепло жидкого шлака не используется. Цель изобретения - повыи1ение извлечения кальция и снижение расхода электроэнергии.

Цель достигается тем, что согласно способу получения силикокальция, включающему проплавление части шихтовых материалов, затем загрузку и проплавление второй части шихты с последующим выпуском шлака и металла, а также регулирование соотношения в шихте количества окиси кальция к кремнию восстановителя в обеих ста риях процесса,после проплавления первой части шихты выпускают полученный металл, затем на оставшийся в печи шлак загружают и проплавляют вторую часть шихты, причем в первой стадии соотношение в шихте количества окиси кальция к кремнию восстановителя поддерживают в пределах 1,3 - 2,6, а во второй стадии процесса - 0,1-0,95 Во второй стадии процесса содержание окиси магния и глинозема в шлаке поддерживают на уровне 2-10 вес.% каждого путем введения смеси окиси магния и алюминийсодержащего материала,

В первой стадии процесса для восстановления кальция из извести целесообразно применять ферросилиций, а содержание кремния 65-90%, а во второй стадии - 45-65%,

В сплаве, получаемом на второй стадии, содержание кальция ниже, а плотность сплава заметно выше, -чем на первой.

Разница особенно велика, когда в первой стадии применяют ферросилиций с содержанием кремния л90%, а во второй - 45%. Получение более тяжелого сплава во второй стадии позволяет осадить часть металла, присутствующего в шлаке в виде корольков, и увеличить выход годного.

При соотношении СаО к Si менее 1,3 в первой стадии существенно возрастает расход кремния на единицу восстановленного кальция и его потери, связанные с окислением кремния газовой фазой, при этом содержании кальция в сплаве невелико. При соотношении СаО к Si больше 2,6 увеличивается продолжительность плавки. Это вызывает большие потери кальция за счет его испарения, повышает расход электроэнергии и в конечном счете приводит к резкому снижению концентрации кальция в сплаве.

Во второй стадии процесса при соотношении СаО к Si меньше 0,1 извлечение кальция мало из-за наличия в шлаке значительного количества SiO , снижающего полноту восстановления, в получающемом сплаве содержание кальция низкое. При соотношении СаО к Si больше 0,95 время проплавления шихты на оставшемся шлаке увеличивается, что приводит к повышению расхода электроэнергий и возрастанию потерь кальция с испарением.

Использование в качестве флюса смеси окиси магния с.алюминийсодержащим KOMnoHetjTOM предпочтительно на второй стадии процесса, так как повышение количества глинозема в шлаке способствует снижению активности

5 siO и увеличению полноты восстановления. Однако в том случае, когда в шлаке количество окиси магния и глинозема меньше вес. 2% каждого вязкость шлака высока, что приводит к плохому осаждению корольков сплава.

При содержании каждого из них более 10% также возрастает вязкость шлака, потери металла в нем и непроизводительные затраты тепла на его расплавление.

Пример 1. (По известному способу).

в первой стадии процесса в электропечи проплавляют 300 кг извести, 600 кг ферросилиция (65% кремния) и 120 кг плавикового шпата, затем проплавляют 960 кг извести, 630 кг ферросилиция и 40 кг плавикового шпата. Получают 1250 кг силикокальция с содержанием кальция 16,7%. Извлечение кальция составляет 24,4%. Расход электроэнергии на базовую тонну (15% Са) сплава составляет 1620 кВт.ч

0 или 10800 кВт,ч на 1 т кальция.

Пример 2. (По предлагаемому способу).

В первой стадии процесса в электропечи проплавляют шихту, содержащую известь, ферросилиций и плавиковый шпат, затем выпускают из печи полученный металл, а на оставшийся шлак загружают и проплавляют вторую часть шихты, при этом вводят дополнительп но смесь магнезита с алюминием. После полного проплавления шлак и металл выпускают иэ печи. Расход материалов и полученные результаты представлены в таблице.

оо

г

о о сч

оо

о о

ОО Г-1

(М

оо

Ч VD

CTi

IгЧ

I N

in о

г- со

о см

о о

CN чо о о со

и VO

о о о ko

го Ti

I

H

о Ф n P)

ae

см

го

и см

I ГЧ

VD

. со

го

со CN г- ОО VO

Р- 1Л 00

in

го гн

ОО VO о CS «sr о

ON

го гЧ 1-1 гЧ го см г-1 гН

о о о

о о о о о

о

о о

с t - 00

f о г-1 г43 -i

«(- г 41 00

о ю

in

Г1

Dr OГ-CMO t- r-

VO

HOCNO-IOCNO

см

о да

о

о

о ю

VO

ю

о I

о чо

о ч«9о

о г-

о

о 1

00

00

о г

о о гI I

I . I

о

о ,0 о

оо о о

о чkO Т

о VO

ао in VO

VO I о см со

ОО ОСЭОООООООГ

voo vo ovoovoo DOVDг J

fM N M«r S r44CN Реализация предлагаемого способа по сравнению с известным позволяет повысить извлечение кальция на 7,811,6%, снизить расход ферросилиция на 37-212,8 кг на 1 базовую тонну сплава, а также снизить расход элек роэнергии на 240-650 на 1 базовую т. сплава. При стоимости 1 т ферросилиция 166 р. 70 к. и 1000 кВт ч электроэнергии 10р. 75 к. экономия от реализации предлагаемого способа соста вит 7,75 - 42,46 руб. на 1 базовую т сплава или 51-283 руб. на 1 т кал ция. Формула изобретения 1. Способполучения силикокальция включающий проплавление части шихтовых материалов, загрузку и пропла ление второй части шихты с последую щим выпуском шлака и металла, регулирование соотношения в шихте окиси кальция к кремнию восстановителя в обеих стадиях процесса, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения кальция и снижения расхода электроэнергии, после проплавления первой части шихты выпускают полученный металл, затем на оставшийся в печи шлак загружают и проплавляtoT вторую часть шихты, причем в первой стадии соотношение в шихте количества окиси кальция к кремнию восстановителя поддерживают в пределах 11,3 - 2,6, а во второй стадии процесса - 0,1-0,95. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что во второй стадии процесса содержание окиси магния и глинозема в шлаке поддерживают на уровне 2-10 вес.% каждого. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 250196, кл. С 21 С 7/06, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР 393347, кл. С 22 С 33/04, 1971. 3.Авторское свидетельство СССР 250962, кл. С 21 С 7/00. 1968.