Способ окислительного рафинирования ферросплавов Советский патент 1982 года по МПК C21C7/00 

(54) СПОСОБ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО РАФИНИРОВАНИЯ ФЕРРОСПЛАВОВ

1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству ферросплавов, и может быть использовано, например, при производстве высокочистых сортов ферросилиция.

По основному авт.св. 662597 известен способ окислительного рафинирования ферросплавов, включающий обработку жидкого ферросплава в ковше твердыми окислительными смесями и смесью кислорода с балластным газом (азотом или инертным газом), при этом на первом этапе рафинирование ведут при отношении кислорода к балластному газу 0,5-1,8 15-30 мин, а на втором этапе - при отношении . 2-6 10-15 мин l.

недостатком известного способа являются потери металла, достигающие 27%, что объясняется большим количеством образующегося шлака, в котором запутываются корольки металла (в частности ферросилиция).

Цель изобретения - уменьшение количества рафинировочного шлака и сокращение потерь сплава со шлаком.

Цель достигаетЪя тем, что в известном способе окислительного рафинирования ферросплавов рафинирование на первом этапе ведут, поддерживая отношение окиси кальция к окиси кремния в твердой окислительной смеси 1,0-1,5, а на втором этапе 1,85-2,3.

Рафинироьочные шлаки, образующиеся из окислительных смесей с отнсяиением СаО, равном 1,0-1,5.и 1,85-2,3, отличаются очень низкой

10 температурой плавления. Так температура плавления шлака, образующегося из окислительной смеси с отношением SiO-z: СаО 1,0-1,5 составляет 13001350°С, с отношением SiOz: СаО 1,85-2,3 - ниже 1300°С. Оба шлака

15 гомогенны и отличаются невысокой вязкостью. Поэтому корольки металла в рафинировочных шлаках запутываются в ограниченном количестве.

20

Снижение содержания алюминия в сплаве на первом этапе рафинирования . проводят с 1,5-1,7 до 0,3-0,4%. На втором этапе рафинирования понижают содержание алюминия в сплаве до 0,125 0,05%.

На первом этапе рафинирования при отношении в окислительной смеси SiOa : СаО 1,0-1,5 в рановесии с металлом,содержащим 0,3-0,4% Л1, в 30 рафинировочном шлаке может растворяться до 30-35% , . При понижении отношения SiQ2 : СаО меньше 0,1 резко уменьшается концентрация в шлаке, равновесная с 0,3-0,4% А1. Так, при SiOj : СаО 0,9 концентрация AiiO снижается до 10-15%. В результате количество шлака для окисления алюми ция приходится увеличивать в 2-3 раза. При отношении SiOj.:CaO большем 1,5, увеличивается вязкость образующегося ишака и соответственно увеличиваются потери спл;ава, запутавшегося в шлаке. На втором этапе продувки оптимальfioft является окислительная смесь с отношением SiO-j : СаО 1,85-2,3. При использовании подобной смеси в равновесии с металлом, содержащим 0,01,0,05% А1, в шлаке может содержаться до 20% . При меньшем и большем, отношении S10 41 : СаО равновесная концентрация АХ О резко снижается.Та при SiQ : СаО - -1,5 она составляет . Это приводит к увеличению количества рафинировочного шлака в 2-г4 раза. Вместе с этим повышение от ношения SiO : СаО более. .2,3 приводи и к повышению его температуры плавления, что затрудняет ассимиляцию Al, шлаковой фазой. Предложенный способ может быть реализован как со скачиванием шлака, образующегося на первом этапе рафини рования, так и без скачивания, если .использовать при рафинировании для введения окислительных смесей установку для вдувания порошков. Способ окислительного рафинирования ферросплава без скачивания шлака, образующегося на первом этапе ра финирования, осуществляется следующим образом. в ферросилиций, включающий 78% Si и 1,7% А1, вместе с газом-окислителем, содержащим кислород и азот в качестве балластного газа, в соотношении, равном 1,8, вдувают порсянок шлакообразующёй смеси, состоящей из, 50% СаО и 50% 6iO (отношение SiOi : СаО 1,0) в количестве 5% от веса сплава. Продолжительность продувки 20 мин. При этом окисляется 1,2% алюминия, почти весь кальций (0,3%) и небольшое количество кремни а продукты окисления, взаимодействуя с окислительной смесью, образуют 10% шлака с содержанием л- 25% , 40S SiO и /v 30% СаО, Затем в метал в течение 10 мин вдувают вместе с газообразными реагентами шлакообразу щую смесь, состоящую из ,35% СаО и 65% SiOi (соотнесение , : СаО 1,S5) в количестве 2,5% от веса сплава. Соотнсяаение между кислородом балластным газом :на втором этапе составляет 5,5. Вследствие более низ кой концентрации А1 в, сп.лаве и боле высокой концентрации кислорода во вдуваемом газе окисляется 0,35% А1 и примерно в 2 раза больше кремния. Поэтому шлаковая фаза, образующаяся на этом этапе, состоит из 60% SiO, 20% СаО, 20% .. Количество шлака 5,0%, общее количество рафинировочного шлака 15% от веса сплава. Содержание алюминия в ферросплаве снижается до 0,05%. Потери сплава 11,51. Способ окислительного рафинирования ферросплава со скачиванием шлака, образующегося на первом этапе рафинирования, осуществляется следующим образом. Окислительная смесь, включающая,%: свежеобожженная известь 30, кварцевый песок 45, железная руда 15 и плавиковый шпат 10 (отношение SiO :СаО 1,5), в количестве 7% от веса металла подается на струю ферросплава при его выпуске в ковш. После выпуска металла ковш подают в камеру и продувают кислородом в смеси с азотом в соотношении, равном 0,5. Продолжительность продувки 20 мин. Затем делают выдержку на 10 мин и шлак, образующийся на первом этапе рафинирования, скачивают. Количество ишака составляет 15%. Затем в ковш задают окислительную смесь, содержащую, %: известь 30, кварцевый песоТ 65 и плавиковый шпат 5 (соотношение SiO : СаО 2,15), в количестве 5% от веса металла и продувают сплав 15 мин смесью кислорода и азота в соотношении, равном 2. После выдержки металл направляют на разливку. Общее количество рафинировочного шлака 20% от. веса сплава. Потери сплава 16%. Согласно предлагаемому способу окислительного рафинирования ферро(сплавов уменьшается количество рафинировочного шлака в 2 раза; снижаются потери сплава с рафинировочным шлаком на 7-15%;- ускоряется процесс рафинирования за счет использования окислительных смесей, отличающихся невысокой вязкостью; в 1,52,0 раза уменьшаются потери ведущего элемента, например кремния, за счет меньшего его окисления и запутывания в шлаке. Экономический эффект 7,6 млн.руб/г. Формула изобретения Способ окислительного рафинирования ферросплавов по aBTVoCB. 662597, отличающийся тем, что, с целью уменьшения количества рафинировочного шлака и сокращения потерь сплава со шлаком, рафинирование на

5971891. 6

первом этапе ведут, поддерживая отно-Источники информации,

шение окиси кальция к окиси кремнияпринятые во внимание при эксЬертиэе в твердой окислительной смеси 1,0- 1. Авторское свидетельство СССР

1,5, а на втором этапе - 1,85-2,3. 662597, кл. С 21 С 7/00, 1977.