Шихта для получения ферроникеля Советский патент 1983 года по МПК C22C33/00 

,Изобретение относится к черной металлургии, в частности к получению металлизованных концентратов методом прямого и комбинированного восстанов- 5 Ленин.

Известна шихта для получения ферроникеля из бедных никелевых руд, содержащая бедную никелевую руду, ферроникель и ферросилиций. Плавку 0 с применением такой шихты ведут до тех пор, пока никель из расплавленной руды не перейдет полностью в. металлический расплав l .

К недостаткам этой шихты следует отнести необходимость применения достаточно чистыя, а. значит и дорогих ферросплавов ( Fe - Ni,Fe-Sl ), в результате же получается ферроникель с содержанием никеля до 25-40%. е-Г 20 обходимость в расплавлении исходных материалов приводит к повышенному расходу электроэнергии. При этом образуется побочный продукт - шлак, в который переходит практически весь кремний из ферросилиция. Указанные недостатки не позволяют получить дешевый, продукт высокого качества.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является шихта для переработки комплексных железосодержащих руд и материалов, содержгидая железоникелевую руду, твердый углеродистый восстановитель (5-25%), металлическое железо (0,6-10,0%), окись кальция (5-15%) и торф (360%).

Применение в шихте больших количеств углеродистого восстановителя и торфа приводит к некоторой интенсификации процесса прямого восстановления руды в основном за счет активных летучих соединений торфа i2 J,

Однако содержание в шихте большого количества фосфора и золы приводит к загрязнению готового продукта и ограничивает область его применения..

Переработка этой шихты требует достижения высоких температур (вы- ше температуры плавления ферроникеля соответствующего состава), скачи- ваиия шлака, разливки готового продукта и его дуробления. Указанные мероприятия исключают возможность получения дешевого ферроникеля. Кроме того, в окисных железоникелевых рудах содержится значительное количество примесей попутных цветных металлов, в частности кобальта.

меди, цинка, которые в процессе переработки шихты полностью не удаляются. Это приводит к- тому, что полученный ферроникель для легирования стали может применяться ограниченно

Целью изобретения является сниже. ние содержания вредных примесей и увеличение усвоения легирующих элементов при производстве специальных сталей и сплавов.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для производства ферроникеля, включающая твердый углеродистый восстановитель, железосодержащий и никельсодержащий материалы, дополнительно содержит каменноугольный пек, в качестве никельсодержащего материала - закись никеля, а в качестве железосодержащего материала - железную окалину при следующем соотношении компонентов, вес.%: .

Железная окалина 0,7-57 . Закись никеля . 28-84

Каменноугольный

пек7,5-9

Твердый; углеродистый

восстановитель Остальное

В шихте используется железная окалина, образующая при прокатке нелегированных марок сталей с содержанием кислорода 21-24%.

В качестве никельсодержащего материала может использоваться химически чистая закись никеля или техни,ческая закись никеля - промежуточный продукт в процессе переработки никелевых руд (после .обж«га файныт.ейна). Закись никеля содержит до 98% NiO и 0,01-0,029 S.

В. лабораторных и промышленной условиях испытаны шихты, содержащие техническую закись никеля. Введение в состав шихты железной окалины зна чительно повышает ее теплопроводность, обеспечивает равномерный прогрев брикетов и;тем самым способствует ускорению йроцесда комбинированного восстановления окислов. Высокая теплопроводность шихты позволяет вести процесс восстановления при температуре не $ыше ЮЗО-ИОО С. Железо и никель;неограниченно растворимы в твердогу и жидком состоянии Твердые pacTBoptji имеют невысокую температуру пла1 ления, что создает благоприятные ус|;ловия для растворения в стали никеля в широком интервале составов в отличие от электролитического никеля, применяемого для легирования i стали. Восстановленные брикеты (их |плотность .2,8 .,3,6 г/см) проходят через шлак вмес те с тем не успевают осесть на подину печи, в результате чего исключается контакт нинеля с кислородом газовой фазы и увеличивается скорость растворения никеля в сталеплавильной ванне по сравнению с электролитическим никелем. Последний дается в завалку в виде кусков, листа или чушек и до расплавления 5 частично теряется в зоне электрических дуг.

Пример 1.В лабораторных условиях испытаны различные варианты составов шихты при получении фер0 роникеля. Результаты испытаний представлены в табл. 1.

Как видно из таблицы, в шихту нецелесообразно вводить более 57% железной окалины и менее 27% закиси 5 никеля, так как при этом возрастает длительность растворения. Кроме того, увеличение корректирующих добавок более чем в два раза приводит к переохлаждению сталеплавильной Q ванны и не исключается возможность угара других легирующих элементов за счет контакта с кислородом газовой фазы и кислорода, вносимого ферроникелем во время проплавления кор5 ректирующих добавок. При содержании никеля в восстановленных брикетах менее 41% уменьшается усвоение хрома, так как увеличивается количество присаживаемого ферроникеля, увеличивается перегрев шлака и растет кон центрация кис орода, способного :

взаимодействовать с хромом. При этом уменьшается также производительность процесса восстановления шихты за счет уменьшения доли никеля в гото5 вом продукте. Нецелесообразно вводить также мерее 0,7% окалины и более 84%, при этом ухудшается теплопроводность шихты и увеличивается время ее пребывания в горячей зоне 0 печи восстановления, что также приводит к снижению производительности.

В качестве связующего при брикетировании используется малосернистый каменноугольный пек, содержащий 5 до 30% углерода. Использование в шихте его менее 7,5% и более 9% приводит к ухудшению условий брикетирования. В первом случае брикеты оказываются непрочными и разрушаются при 0 нагрузке в бункера и реакционные стаканы, а во втором случае шията становится слишком вязкой, что затрудняет ее поступление в загрузочные -бункера и в валки пресса.

5 Пример 2.В промышленных условиях испытаны составы шихты 3, 4 и 6 (табл. 1).

На смесильно-прессовом оборудовании получены брикеты указанных сос0.тавов Л Брикеты восстановлейы комбинированным способом в шахтной элекропечи при по известной технологии. Химический состав восстановленных брикетов приведен в

5 табл. 2.

Полученные брикеты ферро1 икеля примен5пот при. выплавке нержавеющей стали 12Х18Н9Т. Выплавку проводят в электропечи, емкостью 25 т методом переплава легированных отходов. Восстановленные брикеты присаживают после образования шлака периода плавления. Усвоение никеля составляет 9596%. При применении в завалку электролитического никеля усвоение его такое же при более .высокой стоимости.

Таким образом, использование предлагаемого состава шихты для получения ферроникеля обеспечивает по ° сравнению с известными снижение температуры получения ферроникеля и сокращение расхода электроэнергии, более низкое содержание вредных при месей в конечном продукте и исключается необходимость применения для вьшлавки прецизионных сплавов электролитического никеля (3906 руб/т).

Стоимость 50% ферроникеля в пересчете на чистый никель составит 3500-3600 руб/т.

Экономический эффект от применения предлагаемой шихты при выплавке стали ОХ18Н10Т составит 7,75 руб. на тонну стали.

Таблиц, а 2

Формула изобретения

Шихта для получения ферррникёля, включающая твердый углеродистый восстановитель железосодержащий и никельсодержащий материалы о т л ичающаяся тем, что, с целью снижения содержания вредных примесей и. увеличения усвоения легирующих элементов при производстве специальных сталей и сплавов, она дополнительно содержит каменноугольный пек, в качестве никельсодержащего материала - закись никеля, а в качестве

железосодержащего материала - железную окалину при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Железная окалина 0,7-57 Закись никеля28-84

Каменноугольный пек 7,5-9 Твердый углеродистый восстановитель Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 747903, кл. с 22 В 1/00, 1980.